Електропровідність термочутливої склокераміки на основі нанорозмірного діоксиду ванадія
Анотація
Наведено результати дослідження електропровідності та мікроструктури термочутливої склокераміки, яку було синтезовано на основі дрібнокристалічного діоксиду ванадію (VO2) з розмірами кристалів 5–10 мкм та на основі нанокристалічного VO2 з кристалами 70–100 нм. Температурні залежності питомого опору для обох типів склокераміки мають різкий стрибок питомого опору на півтори-дві декади в районі температури 70°С, що характерно для фазового переходу «метал — напівпровідник» у діоксиді ванадію. Для обох типів склокераміки було проведено порівняльне дослідження питомого опору в процесі термоциклування в температурному діапазоні, який містить температуру фазового переходу в VO2. Склокерамічні зразки, синтезовані на основі нанокристалічного VO2, показали значно стабільнішу поведінку. Це вказує на можливість створення стійкого склокерамічного матеріалу для терморезисторів з критичною температурою біля 70°С.
Посилання
Bugayev A.A., Zakharchenya B.P., Chudnovskiy F.A. Fazovyy perekhod metall - poluprovodnik i yego primeneniye [Metal-semiconductor phase transition and its application]. Leningrad, Nauka, 1979, 116 p. (Rus)
Ren H., Li B., X. Zhou et al. Wafer-size VO2 film prepared by water-vapor oxidant. Applied Surface Science, 2020, vol. 525, p. 146642. https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2020.146642
Wu C., Wang Y., Ma G. Microfabrication of VO2 thin films via a photosensitive sol-gel method. Coatings, 2021, vol. 11, iss. 10, pp. 1264. https://doi.org/10.3390/coatings11101264
Li G., Zhou Q., Ge L. et al. Influence of micro-structure on modulation properties in VO2 composite terahertz memory metamaterials. Optics Express, 2020, vol. 28, iss. 21, pp. 31436. https://doi.org/10.1364/OE.404082
Petukhova Y.V., Kudinova A.A., Bobrysheva N.P. et al. Polymer composites containing dispersed VO2 of various polymorphs: Effects of polymer matrix on functional properties. Materials Chemistry and Physics, 2019, vol. 235, pp. 121752. https://doi.org/10.1016/j.matchemphys.2019.121752
Ke Y., Wang S., Liu G. et al. Vanadium Dioxide: The Multistimuli Responsive Material and Its Applications. Nano-Micro Small, 2018, vol. 14, iss. 39, pp. 1802025. https://doi.org/10.1002/smll.201802025
Kim H.-N., Yang S. Responsive smart windows from nanoparticle - polymer composites. Advanced Functional Materials, 2019, vol. 30, iss. 2, pp. 1902597. https://doi.org/10.1002/adfm.201902597
John J., Gutierrez Y., Zhang Zh. Et al. Multipolar resonances with designer tunability using VO2 phase-change materials. Physical Review Applied, 2020, vol. 13, iss. 4, pp. 044053. https://doi.org/10.1103/PhysRevApplied.13.044053
Tonkoshkur A. S., Ivanchenko A. V. Using a layer based on materials with a metal to semiconductor phase transition for electrothermal protection of solar cells. Tekhnologiya i Konstruirovanie v Elektronnoi Apparature, 2021, no. 3-4, pp. 57-64. (Ukr) http://dx.doi.org/10.15222/TKEA2021.3-4.57
Ivon A.I., Kuz'menko Ye.N. [Using critical thermistors to protect the processor from overheating]. System technologies, 2007, vol. 2, no 49, pp. 25 - 32. (Rus)
Li D.X., Huang W.X, Song L.W., Shi Q.W. The Stability Study on Vanadium Dioxide. Advanced Materials Research, 2015, vol. 1120-1121, pp.158-167. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/AMR.1120-1121.158
Ivon A.I., Kolbunov V.R., Chernenko I.M. Conductivity stabilization by metal and oxide additives in ceramics on the basis of VO2 and glass V2O5-P2O5. Journal of Non-Crystalline Solids. 2005, vol. 351, iss. 46-48, pp. 3649-3654. https://doi.org/10.1016/j.jnoncrysol.2005.08.035
Chernenko I.M., Ivon O.I., Kolbunov V.R., Oliynyk O.Yu. [Method of producing nanodispersed vanadium dioxide]. Pat. UA no. 100940, 2013, bull. 3. (Ukr)
Vasylenko V.Ya., Yvon A.Y., Chernenko Y.M. [Electrosynthesis of single crystals of VO2 in oxide vanadium-phosphate melts]. Crystallografija, 1983, vol. 28, no 4, 830 p. (Rus)
Kolbunov V.R., Ivon A.I., Kunitskiy Y.A., Chernenko I.M. The influence of microstructure and phase composition of glass-ceramics in the VO2 - V2O5 - P2O5 - Cu2O - SnO2 system on the electrical properties related to the metal-semiconductor phase transition. Ceramics International, 2013, vol. 39, iss. 4, pp. 3613-3620. https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2012.10.189
Авторське право (c) 2022 Колбунов В. Р., Тонкошкур О. С., Вашерук О. В.
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
