Элементы функциональной электроники на основе суперионных проводников

• Автор: Карамов, Фидус Ахмадиевич
• Шифр специальности: 05.13.05
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 1997
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 303 с.

СОДЕРЖАНИЕ
ПРИНЯТЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ
ВВЕДЕНИЕ
I. СУПЕРИОННЫЕ ПРОВОДНИКИ. СТРОЕНИЕ, ОСНОВНЫЕ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА
1.1. Виды суперионных проводников
1.2. Суперионные проводники постоянного состава
1.3. Свойства суперионных проводников переменного состава -ионноэлектронных проводников
1.4. Метод эквивалентных схем при изучении релаксационных процессов на границе раздела электрод-суперионный проводник
1.5. Импеданс гетероструктур на основе суперионных проводников
1.6. Физико-химические эффекты в суперионных проводниках и структурах на их основе и перспективы их практического использования
Выводы
И. МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ СУПЕРИОННЫХ ПРОВОДНИКОВ, ИОННО-ЭЛЕКТРОННЫХ ПРОВОДНИКОВ И ГЕТЕРОСТРУКТУР НА ИХ ОСНОВЕ л.-:
2.1. Методика измерений в структурах с суперионными проводниками в режиме постоянного тока
2.2. Методика измерений в режиме переменного тока в структурах с ионной и электронной проводимостью
2.3. Методы измерения импеданса гетероструктур на основе суперионных проводников в инфранизкочастотном диапазоне
2.3.1. Функциональная электрическая схема экспериментальной установки для измерений параметров импеданса ИНЧ диапазона
2.3.2. Основные расчетные соотношения при измерении параметров импеданса
2.3.3. Оценка погрешностей измерений
2.4. Измерительная система для импедансных исследований ИНЧ диапазона
2.5. Технологические методы получения тонкопленочных образцов су-иерионных проводников
2.5.1. Методы вакуумного напыления
2.5.2. Химический способ получения пленок суперионных проводников
2.5.3. Методы толстопленочной технологии
Выводы

III. СВОЙСТВА ОБРАТИМЫХ И ПОЛЯРИЗУЕМЫХ ГЕТЕРО-СТРУКТУР НА ОСНОВЕ СУПЕРИОННЫХ ПРОВОДНИКОВ И ИОННО-ЭЛЕКТРОННЫХ ПРОВОДНИКОВ
3.1. Методологические проблемы выбора электродной системы для им-педансных исследований
3.2. Свойства обратимой границы раздела Аё/ЯЬАцЕ
3.3. Основные свойства электрохимически осажденного серебряного слоя в контакте с суперионным проводником КЬАП
3.4. Импеданс гетероструктур Аа,(5
3.5. Импеданс обратимой гегероструктуры
Х4/А.ц2'Ге/иЬЛ115/Л'Ге/Х1
3.6. Параметры импеданса поляризуемой гетероструктуры РУШАНЕ
3.7. Экспериментальные исследования гетеросгруктуры Аи/ШэАЬА
3.8. Измерения импеданса гетероструктур №, П /КЬААщ
Выводы
IV. МАТЕМАТИЧЕСКИЕ И ФИЗИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ ГЕТЕРОСТРУКТУР НА ОСНОВЕ СУПЕРИОННЫХ ПРОВОДНИКОВ
4.1.Синтез математических и электрических моделей гетероструктур с дробно-степенными частотными зависимостями модуля импеданса от частоты
4.2. Представление функции комплексного переменного вида б“ с произвольным дробным показателем степени а в виде дробнорациональной функции
4.3. Математические и электрические модели гетеропереходов металл -суперионный проводник по каноническим формам Фостера, полученные по реализации аппроксимирующей функции с дробным показателем степени
4.4. Основные расчетные соотношения для эквивалентных схем по Фостеру Его и 2-го рода
4.5. Термодинамические соотношения для определения приращения заряда поляризуемого электрода
4.6. Адсорбционные процессы на неоднородной поверхности электрода, находящейся в контакте с суперионным проводником
4.7. Зависимость полной адсорбционной емкости поляризуемого электрода от потенциала
4.8. Геометрические модели электродов для объяснения ГРГО поведения зависимости импеданса
4.8.1. Постановка задачи
4.8.2. Модель фрактальной геометрии при описании СРАЕ -поведения импеданса гетероструктур
4.9. Электрические модели обратимой и поляризуемой границ раздела с суперионным проводником в области низких и инфранизких
частот
Выводы
V. ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ ЭЛЕКТРОНИКИ НА ОСНОВЕ СУПЕРИОННЫХ ПРОВОДНИКОВ ПОСТОЯННОГО СОСТАВА
5.1. Методы построения резистивно-емкостных структур с распределенными параметрами
5.2. Передаточные функции КС-структур с распределенными параметрами
5.2.1. Частотные характеристики в области высоких частот
5.2.2. Анализ влияния объемного сопротивления суперионного проводника на частотные характеристики
5.2.3. Частотные характеристики РС-структур в области ИНЧ частот
5.3. Двухэлектродные резистивно-емкостные структуры с сосредоточенными параметрами на основе суперионных проводников постоянного состава
5.4. Резистивно-емкостные структуры с распределенными параметрами. Резистивный слой - тонкая пленка электродного материала
5.5. Резистивно-емкостные структуры с распределенными параметрами. Резистивный слой - тонкая пленка суперионного проводника
5.6. ЛС-структура с распределенными параметрами с электрически из-
меряемой величиной сопротивления резистивного слоя
5.7. Управляемая ЛС-струкгура с неоднородно распределенными параметрами
5.8. Триод на основе суперионного проводника постоянного состава ЛЬА&Т
5.9. Индикаторный элемент на основе суперионного проводника КЬД&Ц
5.10. Элементы, реализующие операции дробного дифференцирования и интегрирования на основе СРАЕ модели гетероструктур
Выводы
VI. ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ ЭЛЕКТРОНИКИ НА ОСНОВЕ СУПЕРИОННЫХ ПРОВОДНИКОВ ПЕРЕМЕННОГО СОСТАВА
C/RbAg4l5 и другие не пропускают постоянный ток через заданную электрохимическую систему /381,464,352/.
Измерение электропроводности наиболее часто осуществляется с использованием четырехэлектродной /323,461/ электрической схемы. При этом материалы электродов Mej и Мег выполняются из обратимого для суперионного проводника электродного материала и служат токовыми электродами. Используя различные методы улучшения свойств контакта границы электрод - суперионный проводник, добиваются минимального сопротивления границы раздела. Далее, в объем суперионного проводника внедряют, запрессовывают еще два потенциальных электрода Ме3 и Ме4, также из обратимого электродного материала. Процесс измерения заключается в следующем: пропускают ток определенной велечины между электродами Mei и Мег и измеряют разность потенциалов U3,4 высокоомным (RBX> ЮМОм) вольтметром между электродами Ме3 и Ме4. Сопротивление суперионного проводника определяется по соотношению Ro =UWIo.
Далее уже по геометрическим параметрам вычисляется удельное сопротивление или удельная проводимость образца. Требования к обратимости электродов Ме3 и Ме4 очень важны, так как лишь в этом случае разность потенциалов и3д с достаточной степенью точности совпадает с омическим падением напряжения в объеме суперионного проводника.
Описанная выше методика применима только при измерении проводимости суперионных проводников постоянного состава, таких как RbAg4l5, а - Agi, СаДЬОД и других подобных соединений, когда ионная проводимость более чем на 6 порядков превосходит электронную проводимость. Когда электронная проводимость существенно выше по величине, то для измерения используются следующие приемы при измерении ионной проводимости. Между измеряемым образцом и обратимыми электродными материалами устанавливается суперионный проводник с чисто ионной проводимостью. Например, для Ag2±gTe измерительная система будет выглядеть следующим образом:
Ag / RbAg4l5 / Ag2+8 Те / Ag
Таким образом, в данной системе блокируется электронная составляющая проводимости, так как ионная и электронная составляющие проводимости RbAg4l5 отличаются более чем на 8 порядков.
Рассмотренные выше разновидности метода постоянного тока эффективно используются при измерении удельной ионной проводимости суперионных проводников, таких, как а - Agi, RbAg4l5, СдДЬСЫг с использованием обратимых электродных материалов. Однако режим измерения с постоянным током применим и при определении электронной составляющей проводимости суперионного проводника. Для этого используется также двухэлектродная структура Me i-суперионный провод-