薄膜


离子导体

固体氧化物燃料电池(SOFC)已经受到越来越多的关注,近年来作为环保的电源,特别是那些在400的中间温度(它)范围内操作 - 800℃。这是由于它们在设计的灵活性,更广泛可用的燃料,并且在分布式和便携式电源的潜在用途。然而,当前的固体氧化物燃料电池不会在这些中间温度提供足够的功率,并且必须在等于或高于1000℃,这是太高了在技术,如燃料电池汽车(燃料电池汽车)的使用操作。一种有效的IT-SOFC的一个关键组成部分是与在中间温度高离子导电率的固体氧化物电解质。我们组继续调查稀土掺杂的氧化铈的特性,在IT-SOFC的电解质使用的最有前途的材料。

当前工作涉及合成和同时使用脉冲激光沉积(PLD)和化学溶液沉积(CSD)沉积掺杂的氧化铈薄膜的表征。离子导电薄膜不仅具有在微SOFC中的应用,但也允许材料性能的直接测量,例如谷物的离子导电性,通过测量不同微观结构的膜。

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外延使用PLD掺杂上的铂底部电极氧化铈薄膜

它公知的是晶界是有害的传导。表征晶界的阻挡性质,我们的基团选自10摩尔%掺杂的氧化铈粒料工作薄片切割与平均粒度使用聚焦离子束技术大于10微米。薄片被塑造成结构模仿薄膜电极的尺寸和使用阻抗光谱,以确定通过单粒的电响应,(的不同取向的离子传导的方向上)的晶粒边界,以及一个三相点进行测试。这可以阐明不仅晶界而且应变,电极接口和其它扩展的缺陷的影响也是如此。

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单粒薄片电极


可调的电介质

的目标是设计,表征和建模一类新的基于铋可调超材料的高功率,损耗低,RF应用。所提出的应用包括一个超小型,高线性,高功率处理,可调谐波导滤波器在低GHz的操作。当空气填充的矩形波导具有XYZ的尺寸,它具有用2x的相应波长的截止频率。现在的空间被填充有两种材料:(1)的介电材料与ε的介电常数r 其击穿电压比由K1倍的空气,以及(2)的可调谐板坯高于在波导的中间构造的薄膜可调谐层,其中,所述共振频率f上的SRR(开口环谐振器)阵列r SRR的为k2 倍比原始波导的截止频率小。示出的等效频率响应所得到的波导的尺寸为(x /(K2√εr))(Y / K1)(Z /√εr)为TE10 模式操作。通带是通过在板坯施加偏置电压进行调整。填充介质材料和SRR板坯,和SRR的导体损失的损耗角正切被设计成小的低GHz的操作。如果填充介电材料具有的介电常数εr 20和击穿电压系数k的1 的100和SRR频率因子k2 5,104的总缩放因子来实现的。

 

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波导滤波器的缩放:波导具有:(a)电介质的空气和(b)εr 介质和SRR调谐板; (c)中的频率响应。


带隙剪裁

该项目的目标是生产一种薄膜,其电学性质通过其thickness.complex氧化物变化具有较强的校正电子通常具有类似的可调谐的带隙,突变金属 - 绝缘体转变(MIT)等新性质的,其可以被触发由化学组合物,或热学,电学,光学扰动。如果所需的外部激励足够小,我们可以那么很可能建立可调谐的电子设备。二氧化钒(VO2)是一个很好的例子,如在〜340K,这是非常接近室温具有热触发MIT。这是通过从单斜晶绝缘体的突然相变相关联的一个非常窄的温度范围为金红石金属。 VO2 然后发现有电触发MIT为好,这是非常吸引人的,因为金属和绝缘态是在该材料中可逆的或可调谐的。因此这些类型的相关材料的用金属 - 绝缘体转变是值得作为有希望的候选信道材料调查由于其超高速相变性质。

在这个项目中,我们调查绿石钼酸盐(一22O7),研究其电子相关诱导的金属 - 绝缘体转变,并且通过光谱学可调谐带隙。一种22O7 经历从自旋玻璃绝缘状态到强磁性金属的状态的磁相变。转变点似乎落在一条= GD,即GD22O7,它位于所述相图的勉强绝缘侧几乎为零间隙。在这项工作中,我们研究了GD22O7 (GMO)作为基体材料,进行调查的相关金属GMO和带绝缘体GD之间的固溶体2TI2O7 (GTO)。本B位的取代将提供一个非常有趣的系统,即GD2(莫1-xTIx)2O7,研究其组成依赖金属 - 绝缘体转变或可调谐的带隙的行为。目前的研究集中在改进的薄膜技术,并限定在选定的烧绿石系统的结构 - 性能关系。