Термодинаміка і кінетика процесів катіонної й аніонної інтеркаляції халькогенідів індію, галію, вісмуту та титану
Встановлення впливу концентрації і хімічної природи впроваджених іонів між шарами халькогенідів індію, галію, вісмуту, титану на термодинамічні і кінетичні параметри процесу інтеркаляції, фазовий склад інтеркальованих сполук і положення в них рівня Фермі.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | автореферат |
| Язык | украинский |
| Дата добавления | 25.04.2014 |
| Размер файла | 57,3 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Для LixBi2Te3 при 0,15ЈхЈ0,4 характерно разупорядочение интеркалированной матрицы, а уменьшение DS (энтальпии) при х>0,4 связано с упорядочением гостевой подсистеми. Электрохимическая методика исследований показывает, что
изменение уровня Ферми LixBi2Te3 имеет немонотонный характер, при котором в области х<0,35, mF смещается к середине запрещенной зоны, а при 0,35<x<0,6 к зоне проводимости. При этом LixBi2Te3 характеризуется высокой кулоновской энергией отталкивания гостевых ионов u=164,83 кДж/моль при х=0,1 и 70,25 кДж/моль при x=0,2, и 55 кДж/моль при х< 0,4.
Процесс электрохимической интеркаляции ионами хлора и водорода прои-сходит при электродных потенциалах, которые не достигают потенциалов электрохимического окисления хлора и восстановления водорода на поверхности электрода до свободного состояния. Для GaSeClx характер Е-х зависимости для х<0,05 в основном определяется энтропийным вкладом и интенсивным увеличением расстояния между слоями. Энтальпия процесса образования InSeClx в области 0,25<x<0,38 ведет себя обычным образом, т. е. увеличивается с ростом х. При х=0,25 и х=0,38 следует ожыдать фазового перехода в первом случае и упорядочения во втором.
Исследования влияния интераляции на фотоэлектрохимические свойства показало, что самое большое значение положительного фотопотенциала поверхности раздела GaSe/электролит, Еф=+0,41В наблюдаєтся для 1М водного раствора LiCNS, а для электрохимически интеркаливанного фтором моноселенида индия (Eф=-0,29 В) при концентрации внедренных фтор - анионов x=0,5. Электрохимическая интеркаляция GaSe ионами лития в исследуемом насыщенном водном растворе LiCl ведет к уменьшению положительной фото-э.д.с. (электродвижущей силы).
Предварительная интеркаляция Li+ в InSe приводит к уменьшению пере-напряжения выделения водорода и увеличения расстояния между слоями на начальных стадиях электрохимической интеркаляции, что есть определяющими причинами интеркаляции ионов меди и других металлов, которые находятся в ряду напряжений после водорода. Совмесная интеркаляция в InSe ионов лития с гидрохиноном приводит к компенсации тысячекратного увеличения сопротивления перпендикулярно к слоям.
Проведено изучение практического использования процесса интеркалирования для разработки высокоэнергетических литиевых источников тока и конденсаторов с двойным электрическим слоем. Для неполярного электрического конденсатора с двойным электрическим слоем установлено, что емкости, которые образованы на катоде и аноде в результате заряда могут отличатся в несколько раз. Электрохимическое разрыхление кристаллической матрицы теллурида висмута позволяет получить накопление энергии в электролитическом конденсаторе с Bi2Te3 электродами при напряжении 2,6 В без уменьшения удельной энергии на протяжении не меньше 1000 циклов.
Изучено электрохимические режимы разряда и особенности связанные c использованием катодов: Li0,4Bi2Ch3 и фторированного Bi2Se3.
Ключевые слова: слоистые монокристаллы, кинетика, термодинамика, интеркаляция, диффузия, литий, уровень Ферми, двойной электрическиий слой, литиевые источники тока.
ABSTRACT
Bahmatyuk B. P. The thermodynamics and kinetics of the processes of cathionic and anionic intercalation of the chalcogenides of indium, gallium, bismuth, and titanium. - Manuscript.
Тhesis for degree of candidate of sciences in chemistry by speciality 01.04.18 - physics and chemistry of surface. - Vаsyl Stefanуk Pricarpatheаn University, Ivano-Frankivsk, 2002.
22 scientific papers are protected, in which a large-scale systematic analysis of the influence of inserted lithium ions concentration on kinetics and thermodynamics of the electrochemical intercalation is carried оut for indium and gallium monoselenides as well as for tellurides and selenides of bismuth. The investigations of the kinetics of Li-ion intercalation into monocrystalline titanium disulphide is continued by the method of impedance spectroscopy. Principel factors having determinative effect on changes of thermodynamic and kinetic parameters during the intercalation are determined. The electrochemical nature of the intercalation of F-, Cl-, and H+ ions into InSe and GaSe single crystals is studied, and principal thermodynamic characteristics of the process are determined. The mechanism of combined intercalation of InSe is explained. The electrochemical nature of an influence of the intercalation with ions, opposite on their oxidation - reduction action, on the photo-e.m.f. of semiconductor-electrolyte interface is investigated. Using electrochemical methods the effect of lithium and chlorine ions insertion on the Fermi level location in the initial matrices is established. The repulsion energy between the guests in the interlayer spaces is also estimated. The regularities of an electric double layer polarization are investigated and connected to working characteristics of lithium power sources and double-layer capacitors. The optimum conditions for electrochermical swelling of a crystalline Bi2Te3 matrix are selected. The regularities of diffusion processes in fluorinated bismuth selenide cathodes are studied.
Key words: thermodynamics, kinetics, layerd single crystals, intercalation, Fermi level, double electric layer, lithium power sources.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Здатність шаруватих напівпровідників до інтеркаляції катіонами лужних, лужноземельних металів, аніонами галогенів, а також органічними комплексами. Вплив інтеркаляції воднем на властивості моноселеніду ґалію. Спектри протонного магнітного резонансу.
реферат [154,0 K], добавлен 31.03.2010Сутність технології GаАs: особливості арсеніду галію і процес вирощування об'ємних монокристалів. Загальна характеристика молекулярно-променевої епітаксії, яка потрібна для отримання плівок складних напівпровідникових з’єднань. Розвиток технологій GаАs.
курсовая работа [3,4 M], добавлен 25.10.2011Основні поняття і початкові положення термодинаміки, закриті і відкриті термодинамічні системи. Основні поняття і положення синергетики. Самоорганізація різних систем. Особливості аналітичних і чисельних досліджень самоорганізації різних систем.
дипломная работа [313,2 K], добавлен 18.10.2009Оцінка ймовірності знайти електрон на рівні Е у власному напівпровіднику при кімнатній температурі. Визначення положення рівня Фермі, розрахунок температурної залежності власної концентрації носіїв заряду у вихідному напівпровіднику та побудова графіка.
контрольная работа [2,8 M], добавлен 18.12.2009Загальна характеристика шаруватих кристалів, здатність шаруватих напівпровідників до інтеркаляції катіонами лужних, лужноземельних металів, аніонами галогенів, а також органічними комплексами. Ітеркаляція та інтеркаляти: методи та характеристики процесу.
реферат [200,7 K], добавлен 31.03.2010Фізичні основи процесу епітаксія, механізм осадження кремнію з газової фази. Конструкції установок для одержання епітаксійних шарів кремнію. Характеристика, обладнання молекулярно-променевої епітаксії. Легування, гетероепітаксія кремнію на фосфіді галію.
курсовая работа [2,6 M], добавлен 29.10.2010Макроскопічна система - всякий матеріальний об'єкт та тіло, що складається з великого числа частинок. Закриті і відкриті термодинамічні системи. Нульовий, перший, другий та третій початки термодинаміки. Оборотні і необоротні процеси та закон ентропії.
курсовая работа [24,8 K], добавлен 04.02.2009Дифузія-поширення речовини в якому-небудь середовищі в напрямку зменшення її концентрації, обумовлене тепловим рухом іонів, атомів, молекул, більших часток. Пояснення причин дифузії законами термодинаміки. Звязок дифузійних процесів зі зміною ентропії.
практическая работа [152,9 K], добавлен 17.10.2008Некристалічні напівпровідникові халькогеніди застосовуються в системах реєстрації, збереження й обробки оптичної інформації. При взаємодії світла з ними в них відбуваються фотостимульовані перетворення, які приводять до зміни показника заломлення.
курсовая работа [410,3 K], добавлен 17.12.2008Процеси інтеркаляції водню матеріалів із розвинутою внутрішньою поверхнею. Зміна параметрів кристалічної гратки, електричних і фотоелектричних властивостей. Технологія вирощування шаруватих кристалів, придатних до інтеркалюванняя, методи інтеркалювання.
дипломная работа [454,6 K], добавлен 31.03.2010Комбінаційне і мандельштам-бріллюенівське розсіювання світла. Властивості складних фосфорвмісних халькогенідів. Кристалічна будова, фазові діаграми, пружні властивості. Фазові переходи, пружні властивості, елементи акустики в діелектричних кристалах.
курсовая работа [1,6 M], добавлен 25.10.2011Кристалічна структура металів та їх типові структури. Загальний огляд фазових перетворень. Роль структурних дефектів при поліморфних перетвореннях. Відомості про тантал та фазовий склад його тонких плівок. Термодинамічна теорія фазового розмірного ефекту.
курсовая работа [8,1 M], добавлен 13.03.2012Параметри природних газів з наведенням формул для їх знаходження: густина, питомий об’єм, масовий розхід, лінійна, масова швидкість, критичні параметри та ін. Термодинамічні властивості газів, процес дроселювання; токсичні і теплотворні властивості.
реферат [7,8 M], добавлен 10.12.2010Вплив умов одержання, хімічного складу і зовнішніх чинників на формування мікроструктури, фазовий склад, фізико-хімічні параметри та електрофізичні властивості склокерамічних матеріалів на основі компонента з фазовим переходом метал-напівпровідник.
автореферат [108,5 K], добавлен 11.04.2009Основні принципи термодинаміки. Стаціонарний стан відкритої системи. Метод прямої калориметрії. Перший закон термодинаміки живих організмів. Виробництво ентропії у відкритій системі. Внутрішня енергія, робота і тепло. Термодинаміка відкритих систем.
реферат [31,4 K], добавлен 23.12.2013Вимірювання рівня кислотності розчинів, складу газових сумішей. Схема термокондуктометричного газоаналізатора. Показники концентрації окремих хімічних речовин у водяних розчинах. Значення та принцип роботи приладів, що визначають вологість речовин.
реферат [420,6 K], добавлен 12.02.2011Особливості технологічного процесу виробництва електроенергії на ГЕС. Проектування принципових схем електричних з'єднань. Види схем та їх призначення. Електричні параметри, компонування устаткування, склад споруджень. Кошторисна вартість підстанції.
дипломная работа [542,6 K], добавлен 23.11.2010Розрахунок повітряної лінії електропередачі. Визначення впливу зовнішніх сил й внутрішніх факторів: напруги, деформації. Як будуть змінюватися ці параметри при зміні умов експлуатації. Розрахунок монтажного графіка. Опори повітряних ліній електропередачі.
дипломная работа [386,0 K], добавлен 24.01.2011Фізичний зміст термодинамічних параметрів. Ідеальний газ як модельне тіло для дослідження термодинамічних систем. Елементи статистичної фізики. Теплоємність ідеальних газів в ізопроцесах. Перший та другий закони термодинаміки. Ентропія, цикл Карно.
курс лекций [450,4 K], добавлен 26.02.2010Сучасні технології теплової обробки матеріалів з використанням досвіду з виготовлення цементу, будівельної кераміки, залізобетону. Теплофізичні характеристики газів, повітря, водяної пари, видів палива, родовищ України, місцевих опорів руху повітря.
реферат [489,2 K], добавлен 23.09.2009
