Charge effects in a metal-semiconductor composite system

Koropov, A. V.

doi:10.1134/1.1788786

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“…Метою даної роботи є теоретичний аналіз ВО сферичних виділень нової фази, розташованих на міжзеренній межі скінченної товщини δ [42][43][44] Граничні умови до рівняння (1) беремо такими [11,14,[45][46][47][48][49]:…”

Section: Eejp 1 2019unclassified

Surface-Kinetics-Limited Ostwald Ripening of Spherical Precipitates at Grain Boundaries

Koropov

Skorokhod

2019

EEJP

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Ostwald ripening of sufficiently large (usually macroscopic) precipitates is the late stage of the diffusion decomposition of a supersaturated solid solution, occurring through the formation of fluctuations and subsequent growth of centers (nuclei) of a new phase. The paper describes a theoretical study of the Ostwald ripening of spherical precipitates of a newly formed phase at the grain boundary of finite thickness with the diffusion of impurity atoms from the grain interior to the grain boundary considered. The precipitate growth is assumed to be limited by the kinetics of impurity atom imbedding into the precipitate rather than by the impurity atom diffusion inside the grain boundary. The speed of diffusion growth of spherical precipitate located on the grain boundary is found. A system of equations which describes surface-kinetics-limited growth of Oswald ripening of spherical precipitates on the grain boundary is formulated. This system consists of the equation of growth rate of the precipitate, the kinetic equation for the precipitates size distribution function which is normalized by the precipitates density, and the equation of the balance of matter in the system (the law of conservation of matter). The law of conservation of matter takes into account the atoms of impurities which are in solid solutions of the grain boundary and the body of the grain as well as in the precipitates which is the specifics of our problem. The asymptotic time dependences are found for the average and critical precipitate radius, supersaturation of solid solution of impurity atoms in the grain boundary, precipitate size distribution function, precipitate density, and for the factor of grain boundary filling with precipitates (the area covered by the precipitates per unit area of the grain boundary) and the total number of impurity atoms in precipitates. The factor of grain boundary filling with precipitates is a characteristic of the two-dimensional Ostwald ripening problem. A discussion of the limits of validity of obtained results is given.

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Section: Eejp 1 2019unclassified

Surface-Kinetics-Limited Ostwald Ripening of Spherical Precipitates at Grain Boundaries

Koropov

Skorokhod

2019

EEJP

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“…Detailed calculation of the transmission coefficient of the potential barrier has been performed in refs and . Here, we approximate the barrier with a rectangular potential step of the height equal to the work function from the metal into the semiconductor ( W in Figure ).…”

Section: Theorymentioning

confidence: 99%

Bulk Photoemission from Plasmonic Nanoantennas of Different Shapes

et al. 2018

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We elaborate a semi-analytical model for calculation of the bulk internal emission of photoelectrons from metal nanoparticles into a semiconductor matrix. We introduce important effects in the model as the jump of the effective electron mass at the metal−semiconductor interface and cooling of the hot electrons because of electron−electron and electron−nanoparticle surface collisions in the metal. We study the interplay between the plasmonic electric dipole and quadrupole resonances and reveal the optimum parameters for different geometrical shapes of nanoparticles with respect to the photoemission cross section. We find that the absorption cross section well-predicts the optimum size of the dipolar nanoparticle. This opens the possibility for the fast optimization and design of the photoelectric devices.

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“…Esta equalização faz ocorrer a formação de regiões de cargas livres em torno das partículas metálicas. 11 Materiais compósitos de uma matriz polimérica com partículas de metal aleatoriamente dispersadas são considerados como um sistema heterogêneo desordenado. 12 A formação de regiões de cargas livres em torno das partículas metálicas torna-se significante de acordo com a quantidade destas partículas na matriz polimérica.…”

Section: Geração De Cargas Eletrostáticasunclassified

Acúmulo de cargas elétricas em propelente sólido compósito com matriz de polibutadieno líquido hidroxilado

Manea¹,

Manea²,

Iha³

et al. 2014

Quím. Nova

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. Composite solid propellants prepared with HTPB prepolymer -Hydroxyl Terminated Polybutadiene, AP -Ammonium Perchlorate as oxidizer and aluminum particles as an additive metal, have characteristics of high electrical resistivity. The loading process of the polymer matrix did not obtain homogeneity, resulting in clusters, mainly of metal particles. The effect of clustering in the composite was studied and observed experimentally, and this effect was one of the factors explaining the phenomenon of electrical charging of the composite. This electrical potential, when discharged abruptly, can generate an electric spark with sufficient energy for sustained ignition of a solid rocket motor.Keywords: composite solid propellant; static-charge accumulation; electrostatic discharge. INTRODUÇÃOA propulsão química utilizada em lançadores de satélites, espaçonaves e mísseis é designada como motores aeroespaciais que utilizam a energia das ligações químicas produzida inicialmente pela decomposição térmica das espécies químicas dos propelentes sólidos, líquidos ou híbridos. A configuração do propelente e do oxidante é diversa em cada motor e aplicável de acordo com as necessidades e características da missão a ser desenvolvida pelo engenho. O motor híbrido, normalmente, é uma configuração composta por um combustível sólido instalado numa câmara de combustão na qual é injetado o oxidante que pode estar no estado líquido ou gasoso. A reação de combustão, por ser exotérmica, produz gases quentes que ao expandirem são direcionados para a saída do tubo motor foguete onde está localizado o convergente-divergente do motor, produzindo assim empuxo. Na concepção do motor foguete com propulsão líquida, os propelentes, combustível e oxidante são armazenados separadamente no estado líquido, sendo bombeados para a câmara de combustão do motor onde ocorre a queima. Da mesma forma, essa queima gera gases quentes, e consequentemente, empuxo.Os motores foguetes que utilizam propelentes sólidos do tipo compósito são empregados como base para sistemas de propulsão otimizados, onde o volume de energia acumulado permite usar um engenho de menor porte quando comparado ao híbrido ou líquido. Nesse caso, o controle da velocidade da queima é exercido por meio da medida linear de queima do propelente, a qual é dependente da composição físico-química dos ingredientes do propelente, da geometria do grão e da pressão na câmara de combustão durante a operação do motor. 1 Os propelentes sólidos são composições onde matrizes poliméri-cas são carregadas sob a forma de um material compósito com uma quantidade elevada de partículas sólidas dispersas de forma aleató-ria nessa mesma matriz. No processamento do material, busca-se distribuir essas partículas sólidas, constituídas principalmente por espécies combustíveis e oxidantes, de forma homogênea para que ocorra um processo de combustão regular pela intima proximidade entre as espécies químicas envolvidas. Para obter uma força propulsiva maximizada utiliza-se uma quantidade mínima do polímero, suficiente para...

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Charge effects in a metal-semiconductor composite system

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Surface-Kinetics-Limited Ostwald Ripening of Spherical Precipitates at Grain Boundaries

Surface-Kinetics-Limited Ostwald Ripening of Spherical Precipitates at Grain Boundaries

Bulk Photoemission from Plasmonic Nanoantennas of Different Shapes

Acúmulo de cargas elétricas em propelente sólido compósito com matriz de polibutadieno líquido hidroxilado

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