📄Работа №77340

Тема: СИНТЕЗ И ИССЛЕДОВАНИЕ ПЕРОВСКИТОВ La1-xCaxMnO3 И ПОЛУЧЕНИЕ ГЕТЕРОСТРУКТУР НА ИХ ОСНОВЕ

📝
Тип работы Магистерская диссертация
📚
Предмет физика
📄
Объем: 49 листов
📅
Год: 2017
👁️
Просмотров: 133
5560 руб.
🛒 Купить работу
Не подходит эта работа?
Закажите новую по вашим требованиям
Узнать цену на написание
ℹ️ Настоящий учебно-методический информационный материал размещён в ознакомительных и исследовательских целях и представляет собой пример учебного исследования. Не является готовым научным трудом и требует самостоятельной переработки.
📋 Содержание 📖 Введение ✅ Заключение 📕 Литература 🔍 Похожие 🛒 Купить

📋 Содержание

Введение
Глава 1. Литературный обзор 6
1.1. Фотовольтаический эффект в солнечном элементе, основанном на p-n
переходе 6
1.2. Материалы для формирования фотопреобразователей 9
1.3. Солнечные элементы на основе перовскитов 11
1.4. Структура, свойства манганитов перовскитов LCMO 14
1.5. Электропроводность твердых растворов La1-xCaxMnO3. Механизм
двойного обмена 18
Выводы к главе 1 22
Глава 2. Методы получения и анализа использованные при исследовании образцов Lа1-хCахMnOх 23
2.1. Получение объёмных образцов La1.хCaхMnOх, рентгенофазовый анализ
образцов 23
2.2. Получение гетероструктур на основе La1-xCaxMnO3, определение
толщины методом атомно-силовой микроскопии 25
2.3. Исследование электропроводности и магнетосопротивления 29
2.3.1. Теория прыжковой проводимости 29
2.3.2. Четырех зондовый метод 32
2.4. Исследование ВАХ гетероструктуры 34
Выводы к главе 2 35
Глава 3. Обсуждение результатов исследования свойств объёмных образцов
LCMO и гетероструктуры на их основе 36
3.1. Исследование механизмов электропроводности и микропарамеров
La0.7Ca0.3MnO3 и La0.3Ca0.7MnO3 36
3.2. ВАХ гетероструктуры 42
Выводы к главе 3 44
Заключение 45
Список использованной литературы 46

📖 Введение

В настоящее время, кризис энергетических и минеральных ресурсов является глобальной проблемой. Другой не менее важной проблемой является глобальное потепление. Существует мнение, что глобальное потепление является результатом промышленной деятельности человечества. Мы наблюдаем как химическое, так и тепловое загрязнение планеты в результате сжигания топлива (на сегодняшний день,более 70 % электроэнергии вырабатывается за счёт сжигания минерального и органического топлива). Поэтому перед людьми стоит задача поиска новых экологически чистых высокоэффективных источников энергии, не зависящих от наших планетарных ресурсов.
Среди наиболее перспективных источников экологически чистой энергии важное место занимают фотоэлектрические полупроводниковые преобразователи (ФЭПП) солнечной энергии. Использование этого вида энергии не загрязняет окружающую среду и не нарушает тепловой баланс планеты. ФЭПП обладают следующими основными преимуществами:
• Неограниченность запаса солнечной энергии;
• Отсутствие вредных твердых отходов и выбросов в окружающую среду;
• Относительно простая конструкция, что позволяет использовать их в самых разных климатических условиях;
• Высокая надёжность;
Однако, высокая стоимость электроэнергии выше, чем у произведённой на традиционных видах топлива и низкие значения коэффициента полезного действия материалов и устройств ФЭПП являются основным препятствием их широкого применения. С 2010 года, наблюдается быстрое улучшение характеристик перовскитных солнечных элементов, что делает перовскиты перспективными материалами для использования в тонких поглощающих солнечную энергию слоях при создании фотовольтаических структур [1]. Обширное семейство перовскитов характеризуется сходством кристаллической структуры аналогичным структуре CaTiO3 [2]. К этим материалам относится четверное соединение La1-xCaxMnO3 (LCMO), которое обладает высоким коэффициентом поглощения света c шириной запрещённой зоны ~ 1.2 эВ [3, 4]. Достоинством этих материалов является низкая цена и отсутствие токсичности.
Цель работы:
Целью настоящей работы является изучение свойств манганитов перовскитов и гетероструктур на их основе, что является предпосылкой для производства солнечных элементов из перовскитных манганитов. В настоящее время, отсутствие надежной информации о свойствах, методах получения и технологии получения, основанной на физических свойствах LCMO является одним из основных факторов, сдерживающих прикладные разработки на основе этих материалов. Исходя из цели исследований были сформулированы следующие задачи: получение образцов твердого раствора манганитов La0.3Ca0.7MnO3 и La0.7Ca0.3MnO3, получение гетерструктур на их основе и исследование их электрических свойств. Для достижения поставленной цели и реализации задач было необходимо:
1. Применить твердотельную керамическую технологию к получению объёмных образцов La0.3Ca0.7MnO3 и La0.7Ca0.3MnO3 и провести характеризацию синтезированного материала.
2. Подготовить подложки La0.7Ca0.3MnO3для вч-магнетронного
напыления.
3. Подготовить твердотельные керамические мишени La0.3Ca0.7MnO3 для напыления тонких плёнок методом вч-магнетронного напыления.
4. Исследовать механизмы электропроводности и магнетосопротивление объёмных образцов La0.3Ca0.7MnO3 и La0.7Ca0.3MnO3.
5. Получить методом вч-магнетронного напыления гетероструктуру на основе твёрдых растворов La0.3Ca0.7MnO3 и La0.7Ca0.3MnO3.
6. Исследовать вольт-амперные характеристики гетероструктуры Cu/n- Еа0,7Са0.зМпОз/р-Га0.зСао.7МпОз/Ад.
7. Определить основные физические характеристики полученных плёнок и объёмных образцов:
- Исследовать состав и структуру полученных образцов.
- Исследовать оптические и электрические свойства.
- Провести исследование температурных зависимостей электропроводности магнетосопротивления и определение механизмов проводимости керамических образцов.

Возникли сложности?

Нужна качественная помощь преподавателя?

👨‍🎓 Помощь в написании
🎓 Дипломные 📘 Магистерские 📙 Диссертации 📗 Курсовые 📝 Статьи 📄 ВКР

✅ Заключение

В результате выполнения настоящей магистерской диссертации были проведены технологические работы и эксперименты по получению объёмных образцов, подложек, твердотельных мишеней, тонких плёнок и гетероструктур. Твердотельная керамическая технология была применена для получения объёмных образцов La0.3Ca0.7MnO3 и La0.7Ca0.3MnO3, затем была проведена характеризация и контроль качества синтезированного материала. Были подготовлены подложки La0.3Ca0.7MnO3 для вч- магнетронного напыления и подготовлены твердотельные керамические мишени La0.7Ca0.3MnO3 для напыления тонких плёнок методом вч- магнетронного напыления. В настоящей магистерской диссертации подробно описаны эксперименты и изложены результаты исследования температурных зависимостей удельной электроповодности объёмных керамических образцов La0.3Ca0.7MnO3 и La0.7Ca0.3MnO3. На основании этих исследований были рассчитаны следующие микропараметры: ширина кулоновской щели, в нулевом внешнем магнитном поле, составляла А = 0.22 эВ и 0.42 эВ, значение жесткой щели в ПЛС составило д = 0.049 эВ и 0.055 эВ соответственно для La0.3Ca0.7MnO3 и La0.7Ca0.3MnO3. Полученные результаты не противоречат информации известной нам из научной литературы посвящённой исследованию манганитов перовскитов. Установлено, что методом вч-магнетронного напыления можно получить гетероструктуру с нелинейной вольт-амперной характеристикой диодного типа. Исследование ВАХ полученных р-n переходов позволяет предположить возможность получения в дальнейшем на основе применения технологии вч- магнетронного напыления и твёрдых растворов La1-xCaxMnO3 фотовольтаических структур для солнечной энергетики.
Нужна своя уникальная работа?
Срочная разработка под ваши требования
Рассчитать стоимость
ИЛИ
Поиск аналога

📕 Список литературы

1. James M. Ball et al.Low-temperatureprocessed meso-superstructured to thin filmperovskitesolarcells //EnergyEnvironmentalScience. - 2013. -Vol 6, p.1739-1743.
2. E. Dagotto et al.Colossal magnetoresistant materials: the key role of phase separation // Physics Reports. - 2001. - Vol. 344, p.1-153.
3. A. Ruosi, C. Raisch, A. Verna, R. Werner, B. A. Davidson, J. Fujii, R. Kleiner and D. Koelle // Physical Review.B 90, 12. - 11.2013.
4. Hao Ni, Kun Zhao, Xiaojin Liu, Wenfeng Xiang, Songqing Zhao, Yu-Chau Kong and Hong-KuenWong// International Journal of Photoenergy. - 2012.
5. Andersson, B.A. Materials availability for large-scale thin-film photovoltaics// Prog. Photovolt.: Res. and Appl. - 2000. - Vol. 8. p.61-76.
6. Birkmire, R.W. Compound polycrystalline solar cells: Recent progress and Y2K perspective // Solar Energy Materials and Solar Cells. - 2001. - Vol. 65. p.17-28.
7. A. Goetzberger et al.Photovoltaic materials, history, status and outlook // Material Science and Engineering. - 2003. - Vol. 40.p.1-46.
8. Michael M. Lee et al.Efficient Hybrid Solar Cells Based on Meso- SuperstructuredOrganometal Halide Perovskites // Science magazine. - 2012. - Vol 338, p.643-647.
9. R.Laiho, K.G.Lisunov, E.Lahderanta, V.N.Stamov, V.S.Zakhvalinskii, A.I.Kurbakov, A.E.Sokolov. Assymetry of a complex gap near the Fermi level, determined from measurements of the thermopower in La(1x)Ca(x)Mn(1- y)Fe(y)O(3) // J.Phys.:Condens. Matter. - 2004 - Vol. 16, p. 881.
10. Laiho R., Lahderanta E., Saiminen J., Lisunov K.G., Zakhvalinskii V.S. // Phys. Rev. B 63, 094405. - 2001.
11. Laiho R., Lisunov K.G., Lahderanta E., Petrenko P., Salminen J., Stamov V.N., Zakhvalinskii V.S. // J. Phys.: Condens. Matter 12, 5751. - 2000.
12. Hennion M., Moussa F., Biotteau G., Rodriguez-Carvajal J., Pinsard L., Revcollevschi// A. Phys. Rev. Lett. 81, 1957. - 1998.
13. Chen C.H., Cheong S.-W. // Phys. Rev. Lett. 76, 4042 - 1996.
14. Roy M., Mitchell J.F., Ramirez A.P., Schiffer P. // J. Phys.: Condens. Matter 11, 4843 - 1999.
15. Moritomo Y. // Phys. Rev. B 60, 10 374 - 1999).
16. Millis A.J., Littlewood P.B., Shraiman B.I. // Phys. Rev. Lett. 74, 5144 - 1995.
17. Goodenough // J.B. Phys. Rev. 100, 564 - 1955.
18. Hwang H.Y., Cheong S.-W., Radaelli P.G., Marezio M., Batlogg// B. Phys. Rev. Lett. 75, 914 - 1995.
19. A. Biswas, S.Elizabeth, A.K.Raychaudhuri, H.L.Bhat. The density of states of hole-doped manganites; A scanning tuneling microscopy/spectroscopy study // Phys. Rev. B, Vol. 62, - 1999. - p.118.
20. P.W.Anderson. New approach to the theory of superexchange interactions // Phys. Rev, Vol. 115. - 1959. - p.2-8.
21. G. van Tendeloo, O.I.Lebedev, Hervieu M., B.Raveau. Structure and microstructure of colossal magnetoresistance materials // Rep. Prog.Phys., Vol. 67. - 2004. - P. 1315.
22. N.Panwar, I.Coondoo, V.Sen, S.K.Agarwal. Structural, Morphological, Magneto-Transport and Thermal Properties of Antimony Substituted (La, Pr)(2/3)Ba(1-3)Mn(1-x)Sb(x)O(3) // In: Advanced in ceramics - Electric and magnetic ceramics, bioceramics, ceramics and enviroment. - 2011.
23. C.Rao, P.V.Vanitha. Phase separation and segregation in rare earth manganites. The experimental situation // Curr. Opin. Solid State Matter. Sci., Vol. 6. - 2002. - p. 97-106.
24. J.B.Goodenough. // Phys. Rep., Vol. 1. - 2001. - p. 344.
25. ГореликС. С., СкаковЮ. А., РасторгуевЛ. Н.
Рентгенографическийиэлектронно-оприческийанализ
//Учебноепособиедлявузов. - 4-еизд. доп. иперераб. - М.:МИСИС. - 2002. - 360 с.
26. T. Sudyoadsuk, R. Suryanarayanan, P. Winotai, L.E. Wenger // Phys. Rev. B. - 24.03.2003.
27. W. Cherif, M. Ellouze, F. Elhalouani, A. F. Lehlooh// European Physical Journal Plus 127(7) . - 07.2012.
28. Mott N. F. and Davies E. A. // Electron Processes in Non-Crystalline Materials (Oxford: Clarendon) - 1979.
29. Mott N. F. // Metal-Insulator Transitions (London: Taylor and Francis). - 1990.
30. J.M.D. Coey, M. Viret, S. vonMolnar. // Adv. Phys. 48, 167 . - 1999.
31. Д.А. Усанов, Р.К. Яфаров Исследование поверхности материалов методом сканирующей атомно - силовой микроскопии. - 2007-4 с.
32. P.W.Anderson. Newapproachtothetheoryofsuperexchangeinteractions // Phys.Rev, Vol. 115 - 1959. -p. 2-8.
33. Y.Tokura. Colossal Magnetoresistive Oxides. Amsterdam: Gordon and Breach. - 2000. - p.358 .
34. E.Dagotto, J.Burgy, A.Moreo. Nanoscale phase separation in colossal magnetoresistance materials: lessond for the cuprates // Solid State Commun., Vol. 126. - 2003. - p. 9.
35. P.W.Anderson, H.Hasegawe. Consideration on Double Exchange // Phys.Rev., Vol. 100. - 1955. - p. 675-681.
36. E.Dagotto, T.Hotta, A.Moreo. Theory of Manganites // Phys. Rep., Vol. 344. - 2001. - p.1-153.
37. Yadunath Singh, Electrical resistivity measurements: a review // Int. J. Mod. Phys. Conf. Ser. - 2013. - 22:745-756.
38. Castner, T.G. Hopping Transport in Solids / Eds. T.G. Castner, M. Pollak, B. Shklovskii, Elsevier. // Amsterdam. - 1991.
39. B. I. Shklovskii, and A.L. Efros, Electronic Properties of Doped Semiconductors, Springer, Berlin. - 1984.
40. Arushanov E, Lisunov K.G., Vinzelberg H., Behr G., Schumann J. Transport properties of Co-doped beta-FeSi2 single crystals // J. Appl. Phys., 113704. - 2006.
41. Фаренбрух, А. Солнечные элементы: теория и эксперимент / A. Фаренбрух, Р. Бьюб; пер. с англ. под ред. М.М. Колтуна. - М.:Энергоатомиздат, - 1987. - 280 с.

🛒 Оформить заказ

⚡ Работу высылаем в течении 5 минут после оплаты.

🔍 ПОХОЖИЕ РАБОТЫ ПО ТЕМЕ

СИНТЕЗ, ИССЛЕДОВАНИЕ КРИСТАЛЛИЧЕСКОЙ СТРУКТУРЫ И ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СВОЙСТВ СТРОНЦИЙ-ЗАМЕЩЕННЫХ ФЕРРИМАНГАНИТОВ ТЕРБИЯ Tbo,82Sro,i8FexMni-x03 (х = 0; 0.1; 0.15; 0.2) И ИТТЕРБИЯ Ybo,82Sro,18Feo,15Mno,8503 Магистерская диссертация физика 2019 г. 4900 руб. ВЛИЯНИЕ ИЗБЫТКА ЖЕЛЕЗА НА ЗАРЯДОВОЕ И ОРБИТАЛЬНОЕ УПОРЯДОЧЕНИЕ В La0,5Ca0,5Mn1−xFexO3 Магистерская диссертация физика 2016 г. 5550 руб. Разработка методики синтеза высокоэнтропийной керамики (Ba/Sr/Ca/Mg/Pb)(Fe/Mo/Sn/Si/Ti/Zr/Hf/Nb/Ta/Mg/Al)O(3±8) со структурой перовскита Дипломные работы, ВКР химия 2020 г. 4350 руб. Синтез и исследование ферритов празеодима Бакалаврская работа химия 2020 г. 4310 руб. ПРОТОНПРОВОДЯЩИЕ МАТЕРИАЛЫ НА ОСНОВЕ ВаСеО3-Ва7гО3: СИНТЕЗ, СВОЙСТВА И ПРИМЕНЕНИЕ Диссертация химия 2016 г. 5740 руб. Мёссбауэровские и рентгеновские исследования перовскитов CaCu3Ti40i2, допированных ионами Fe Дипломные работы, ВКР физика 2019 г. 4900 руб. СИНТЕЗ И ИССЛЕДОВАНИЕ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ФОТОКАТАЛИЗАТОРОВ НА ОСНОВЕ СЛОИСТЫХ ВИСМУТСОДЕРЖАЩИХ ТИТАНАТОВ Магистерская диссертация химия 2017 г. 5500 руб. Исследование структурных и люминесцентных свойств перовскитных люминофоров на основе BaScOiF, легированных ионами висмута и европия Диссертация физика 2023 г. 700 руб. СИНТЕЗ, ИССЛЕДОВАНИЕ КРИСТАЛЛИЧЕСКОЙ СТРУКТУРЫ И МАГНИТНОЙ МИКРОСТРУКТУРЫ СТРОНЦИЙ-ЗАМЕЩЕННЫХ ФЕРРОМАНГАНИТОВ ГОЛЬМИЯ Holh82Sr0,1HMn,.xFex03 Дипломные работы, ВКР физика 2019 г. 6500 руб. Синтез и исследование свойств органо-неорганических производных на основе слоистых перовскитоподобных титанатов Бакалаврская работа химия 2021 г. 4200 руб.

📎 МАГИСТЕРСКАЯ ДИССЕРТАЦИЯ ПО ПРЕДМЕТУ «ФИЗИКА»

Найдено работ: 730

АДСОРБЦИЯ ВОДОРОДА НА УГЛЕРОДНЫХ МЕТАНАНОТРУБКАХ: AB INITIO МОДЕЛИРОВАНИЕ Магистерская диссертация физика 2021 г. 5870 руб. Электропроводность тонких пленок висмута, легированных сурьмой Магистерская диссертация физика 2021 г. 5410 руб. Исследование кинетики формирования тонких пленок висмута на стекле Магистерская диссертация физика 2021 г. 5360 руб. Характеристики фрактальной антенны с пентагональной симметрией Магистерская диссертация физика 2021 г. 5420 руб. Низкоразмерные материалы для межсоединений в наноэлектронике Магистерская диссертация физика 2021 г. 5600 руб. Электронная структура поверхностных сплавов Ag2Bi, Ag2Pb и Ag2Sb на вицинальной поверхности Ag(423) Магистерская диссертация физика 2023 г. 4835 руб. Исследование физико-механических характеристик сплава титана, полученного послойным электронно-лучевым синтезом Магистерская диссертация физика 2022 г. 4985 руб. Структура и механические свойства градиентных материалов на основе MAX-фаз, полученных методом искрового плазменного спекания прекерамических бумаг Магистерская диссертация физика 2022 г. 4880 руб. Импульсный плазмохимический синтез наноразмерных композитов Магистерская диссертация физика 2023 г. 4925 руб. Разработка универсальной криогенной поверхности с температурой криостатирования 80 - 300 К Магистерская диссертация физика 2022 г. 4820 руб. Радиационно-химический синтез протонно-обменных мембран на основе функциональных полимерных пленок Магистерская диссертация физика 2023 г. 4815 руб. Экспериментальное исследование и численное моделирование динамики изменения температурных полей в различных мишенях при воздействии на их поверхность мощных пучков ионов субмиллисекундной длительности Магистерская диссертация физика 2023 г. 4880 руб. Сравнение результатов моделирования поступления радионуклидов в организм человека с данными биофизических измерений Магистерская диссертация физика 2022 г. 4280 руб. Высокоинтенсивная имплантация ионов низкой энергии в условиях компенсации ионного распыления облучаемой поверхности Магистерская диссертация физика 2022 г. 4860 руб. Исследование влияния водорода и термического воздействия на структурно-фазовое состояние и механические свойства титанового сплава Магистерская диссертация физика 2023 г. 4950 руб.
📋 Содержание 📖 Введение ✅ Заключение 📕 Литература 🔍 Похожие 🛒 Купить ⬆️

Оценка стоимости

Это краткая форма заказа. После ее заполнения вы перейдете на полную форму заказа работы

Каталог работ (208480)

Поиск работ


©2026 Cервис помощи студентам в выполнении работ
.