Эффективная диэлектрическая проницаемость сегнетоэлектрической пленки в составе плоскопараллельных и планарных конденсаторов

The characteristics of parallel-plate and planar ferroelectric capacitors are investigated experi-mentally and theoretically. The size effect in Ba0.3Sr0.7TiO3 included into parallel-plate and planar capacitors is studied.Экспериментально и теоретически исследованы характеристики плоскопараллельных и планарных сегнетоэлектрических конденсаторов. Исследован размерный эффект в тонкой пленке сегнетоэлектрика Ba0.3Sr0.7TiO3 в составе плоскопараллельных и планарных конденсаторов

Physicochemical and biochemical properties of the Keplerate-type nanocluster polyoxomolybdates as promising components for biomedical use

The paper discusses the results of a research on physicochemical and biochemical properties of the Keplerate-type molybdenum-based nanocluster polyoxometalates (POMs), which show promise in the field of biomedicine as a means of targeted drug delivery, including the transport to immune privileged organs. POMs can be considered as components of releasing systems, including the long-acting ones with feedback (for controlling the drug active component release rate). POMs are promising drugs for the treatment of anemia. Also, the paper deals with the results of studies of POM effect on living systems at the molecular and cellular levels, at that of individual organs, and on the organism as a whole. The mechanism and kinetics of POM destruction and possibilities of stabilization, the oscillatory phenomena manifestation, the formation of POM conjugates with bioactive substances which can be released during the destruction of POM, with polymer components, and with indicator fluorescent dyes, as well as forecasts for further research, are considered. © 2021, ITMO University. All rights reserved.The paper was prepared in the framework of implementation of the State Assignment from the Ministry of Education and Science of the Russian Federation (Projects Nos. AAAA-A20-120061990010-7 (FEUZ-2020-0052) and AAAA-A18-118020590107-0), as well as of the Program for Increasing Competitiveness of UrFU (financially supported according to the Decree No. 211 of the Government of the Russian Federation, Contract No. 02.A03.21.0006). The research aimed at creating the long-time drug release systems with feedback was carried out within the framework of the project of the Russian Science Foundation No. 19-73-00177

Testing gravitational-wave searches with numerical relativity waveforms: Results from the first Numerical INJection Analysis (NINJA) project

The Numerical INJection Analysis (NINJA) project is a collaborative effort between members of the numerical relativity and gravitational-wave data analysis communities. The purpose of NINJA is to study the sensitivity of existing gravitational-wave search algorithms using numerically generated waveforms and to foster closer collaboration between the numerical relativity and data analysis communities. We describe the results of the first NINJA analysis which focused on gravitational waveforms from binary black hole coalescence. Ten numerical relativity groups contributed numerical data which were used to generate a set of gravitational-wave signals. These signals were injected into a simulated data set, designed to mimic the response of the Initial LIGO and Virgo gravitational-wave detectors. Nine groups analysed this data using search and parameter-estimation pipelines. Matched filter algorithms, un-modelled-burst searches and Bayesian parameter-estimation and model-selection algorithms were applied to the data. We report the efficiency of these search methods in detecting the numerical waveforms and measuring their parameters. We describe preliminary comparisons between the different search methods and suggest improvements for future NINJA analyses.Comment: 56 pages, 25 figures; various clarifications; accepted to CQ

Влияние давления рабочего газа на компонентный состав и свойства тонких пленок титаната бария-стронция

Influence of deposition pressure on the properties of ferroelectric barium strontium titanate thin films obtained by RF magnetron sputtering has been investigated. It has been shown that the deposition pressure affects the component composition of the films as the spatial zone of atomic particle thermalization changes significantly. Influence of deposition pressure on growth rate and, hence, on film thickness has been studied.Исследовано влияние давления рабочего газа и тока разряда в процессе ионно-плазменного распыления на параметры осаждаемых сегнетоэлектрических покрытий титаната бария-стронция. Поскольку давление рабочего газа влияет на длину термализации распыленных атомов, его изменение в процессе осаждения позволяет менять компонентный состав осаждаемой пленки. Изменение тока разряда приводит к изменению скорости роста пленки

Структурные и электрические свойства стеклокерамических сегнетоэлектрических композитных материалов

Introduction. Materials exhibiting high dielectric permittivity are relevant for use in modern ultrahigh-frequency electronics. Among them, ferroelectrics with high dielectric nonlinearity present particular interest. The electrical strength of ferroelectric materials can be increased using modern composite structures based on mixing ferroelectries and linear dielectrics - materials exhibiting simultaneously low dielectric permittivity and high electrical strength. This approach provides for the opportunity of creating new multicomponent materials with previously unattainable properties and adjusting their component composition, inclusion size and electrical properties across a wide range. In this work, on the basis of porous potassium-iron-silicate glass (KFS) obtained by ion exchange, glass-ceramic materials containing barium titanate were synthesized for use at ultrahigh frequencies.Aim. Production of glass composites by low-temperature sintering of pre-synthesized BaTiO3 (BTO) and potassium-iron-silicate glass, as well as characterization of their structural and electrical properties at ultrahigh frequencies (microwave).Materials and methods. The crystal structure and phase composition of the obtained films were studied by X-ray diffraction using a DRON-6 diffractometer by the emission spectral line CuKα1 (λ = 1.5406 Å). The dielectric permittivity (ε) of microwave samples was evaluated by the Nicholson-Ross method at room temperature using an Agilent E4980A LCR-meter.Results. According to X-ray diffraction analysis, the synthesized samples are a mixture of KFS glass, ferroelectric BaTiO3 and dielectric barium polytitanates; the ratio of the latter determines the electrical properties of the composites. Depending on the content of barium titanate, the studied samples demonstrate a dielectric constant from 50 to 270 at a dielectric loss level of 0.1...0.02. The samples subjected to annealing in an oxygen medium showed an increase in dielectric permittivity by 10.25 % and an increase in controllability with a decrease in dielectric losses by an average of two times.Conclusion. The composite composition of 70 wt % BTO /30 wt % KFS was found to be the most promising in terms of structural and electrical properties. This composite showed an increase in dielectric permittivity by 25 % and a significant increase in nonlinearity, at the same time as reducing losses by more than two times as a result of annealing in an oxygen medium.Введение. Материалы, обладающие высокой диэлектрической проницаемостью, актуальны для использования в современной сверхвысокочастотной электронике в составе управляемых конденсаторов высокой энергетической плотности, систем преобразования энергии, мощных передающих антенн. Наиболее перспективными материалами для применения в упомянутых устройствах являются сегнетоэлектрики, обладающие высокой диэлектрической нелинейностью. Для увеличения электрической прочности сегнетоэлектрических материалов сегодня разрабатываются композитные структуры на основе смешения сегнетоэлектриков с линейными диэлектриками - материалами, обладающими малой диэлектрической проницаемостью, но высокой электрической прочностью. Преимуществом такого подхода является возможность создания новых многокомпонентных материалов с недостижимыми ранее свойствами и возможность регулировать компонентный состав, размеры включений и электрические свойства композитов в широких пределах. На основе пористого калийжелезосиликатного стекла (KFS), полученного методом ионного обмена, синтезированы стеклокерамические материалы, содержащие титанат бария, с целью использования на сверхвысоких частотах. Показано, что отжиг стеклокерамических композитов в кислородной среде положительно влияет на их структурные и электрические характеристики. Стеклокерамические образцы демонстрируют значительное увеличение диэлектрической проницаемости и снижение потерь после высокотемпературной обработки в кислороде.Цель работы. Получение стеклокомпозитов посредством низкотемпературного спекания предварительно синтезированного BaTiO3 (BTO) и калийжелезосиликатного стекла, а также характеризация структуры и электрических свойств композитов на сверхвысоких частотах (СВЧ).Материалы и методы. Кристаллическая структура и фазовый состав полученных пленок исследовались методом рентгеновской дифракции с помощью дифрактометра ДРОН-6 на эмиссионной спектральной линии CuKα1 (λ = 1.5406 Å). Диэлектрическая проницаемость е образцов на СВЧ оценивалась методом Николсона-Росса при комнатной температуре с использованием Agilent E4980A LCR-meter.Результаты. Согласно данным рентгеноструктурного анализа, синтезированные образцы представляют собой смесь KFS, сегнетоэлектрического BaTiO3 и диэлектрических полититанатов бария; соотношение последних определяет электрические свойства композитов. В зависимости от содержания титаната бария исследуемые образцы демонстрируют диэлектрическую проницаемость от 50 до 270 при уровне диэлектрических потерь 0.1...0.02.Для исследуемых образцов, подверженных отжигу в кислородной среде, после высокотемпературной обработки наблюдается увеличение диэлектрической проницаемости на 10.25 % и рост управляемости при уменьшении диэлектрических потерь в среднем в 2 раза.Заключение. Наиболее перспективным с точки зрения структурных и электрических свойств представляется композит состава с массовой долей ВТО 70 % и массовой долей KFS 30 %. Для данного композита наблюдается увеличение диэлектрической проницаемости на 25 %, существенный рост нелинейности при одновременном снижении потерь более чем в 2 раза в результате отжига в кислородной среде

Структура и свойства тонких пленок титаната-цирконата бария и титаната-станната бария для сверхвысокочастотных применений

Structural and radio frequency (RF) dielectric properties of thin films of ferroelectric solid solutions BaZrxTi1-xO3 and BaSnxTi1-xO3 obtained by RF magnetron sputtering of ceramic targets on Pt/ r-cut of Al2O3 sapphire substrate are investigated. A high tunability of thin layers and low values of dielectric loss acceptable for microwave application have been revealed.Исследованы структурные и высокочастотные диэлектрические свойства тонких пленок сегнетоэлектрических твердых растворов и выращенных методом высокочастотного магнетронного распыления керамических мишеней на подложке Выявлена высокая управляемость диэлектрической проницаемости тонких слоев под действием приложенного электрического поля при приемлемых для сверхвысокочастотных применений диэлектрических потерях