Ferroelectric-like behaviour of melanin:humidity effect on current-voltage characteristics

The influence of low vacuum on quasistatic current-voltage (I–V) dependences and the impact of wet air pulse on dynamic bipolar I-V-loops and unipolar I-V-curves of fungal melanin thin layers have been studied for the first time. The threshold hysteresis voltages of I–V dependences are near to the standard electrode potentials of anodic water decomposition. Short wet air pulse impact leads to sharp increase of the current and appearance of “hump”-like and “knee”-like features of I-V-loops and I-V-curves, respectively. By treatment of I-V-loop allowing for I-V-curve shape the maxima of displacement current are revealed. The peculiarities of I-V-characteristics were modelled by series-parallel RC-circuit with Zener diodes as nonlinear elements. As a reason of appearance of temporal polar media with reversible ferroelectric-like polarization and ionic space charge transfer is considered the water-assisted dissociation of some ionic groups of melanin monomers that significantly influences electrophysical parameters of melanin nanostructures

Thin film PZT-Si structure with quadrant-diagonal electrode system as an element of position sensitive pyroelectric detector

The main characteristics of position sensitive systems of pyroelectric detectors of radiation (PDR) with sensitive elements based on PZT film on Si-substrate were investigated by photopyromodulation method. Pt-PZT-Pt/Ti-SiO₂/Si structures with 1.9 mm (111)-oriented PZT (54/46) layer were manufactured by R.F. magnetron sputtering. Top Pt electrodes in a shape of isosceles rectangular triangle together make the quadrant-diagonal system. The results of pyroelectric undersurface probing and “along surface” pyroelectric scanning show that the investigated quadrant-diagonal system of SE makes it possible to examine all main types of differential position-sensitive PDR. The experimental results for investigated 2-element single-coordinate PDR variants are in a good agreement with calculations for the corresponding systems

Peculiarities and asymmetry of polarization reversal in Pt/PZT-film/Pt:Ti/SiO₂/Si-substrate structures in pyroelectric response investigations

By RF magnetron sputtering method the Pt/PZT-film/Pt:Ti-sublayer/SiO₂/Si-substrate structures were prepared and pyroelectric response amplitude and phase behaviour under external voltage application was investigated by photopyroelectric modulation method. The results of investigation of pyroelectric response – external voltage loops of polarization reversal, pyroelectric response – voltage poling curves and pyroelectric response – time repolarization curves and also dynamic current-voltage characteristics of Pt/PZT/Pt:Ti/SiO₂/Si-substrate structures are presented. From variation of pyroelectric response in the current and voltage modes the capacity-voltage loops of polarization reversal and poling curves were derived. From asymmetric pyroelectric response – time repolarization curves the voltage behaviour of characteristic times of zero response and saturation was analyzed. Observed transformations of current-voltage characteristics display the considerable voltage and time dependent variation of charge transfer conditions. The performed investigation has shown the strong correlation between the poling pyroelectric and so ferroelectric and electrical asymmetries. Presented data on the polar and time asymmetry of the conditions of polarization reversal are discussed in the terms of influence of dynamics of space charge asymmetry on pinning conditions under the different polarity of applied voltage in the course of polarization reversal

Carbon Nanotubes Based Black Absorbing Coatings for Pyroelectric and Other Thermal Detector Application

The study of optical and thermophysical characteristics of the absorbing coatings (AC) for sensitive elements of pyroelectric detectors of radiation based on carbon nanotubes paste (CNTP-black) is performed in comparison with those AC formed from gold disperse layer (Au-black) and dielectric lacquer paint (DLP-black). The spectral dependences of reflectance and absorbance of CNTP-black, Au-black and DLP-black in IR-spectrum range 2.5—25 μm are presented. By photothermomodulation method, the frequency spectra of pyroelectric response amplitude and phase are obtained. The estimation of thermal diffusivity values of the investigated blacks as AC for sensitive elements of pyroelectric detectors is performed in situ. Prospects of using CNTP-black based AC for pyroelectric and other thermal detector applications are shown.Виконано порівняльні дослідження оптичних і теплофізичних характеристик вбирних покриттів (ВП) для чутливих елементів піроелектричних приймачів випромінення на основі пасти з вуглецевих нанорурок (ВНР- пасти), золотої черні (Au-черні) і діелектричної лакофарбової черні (ДЛФ-черні). Представлено спектральні залежності ІЧ-відбивання і вбирання ВНР-черні, Au-черні і ДЛФ-черні в інтервалі довжин хвиль 2,5—25 мкм. За допомогою фототермомодуляційнної методи одержано частотні спектри амплітуди і фази піроелектричного відгуку. Визначено «у місці знаходження» величини температуропровідности досліджуваних типів черні як ВП для чутливих елементів піроелектричних приймачів випромінен- ня. Показано перспективність використання ВП на основі черні з ВНР- пасти для піроелектричних й інших теплових приймачів випромінення.Проведены сравнительные исследования оптических и теплофизических характеристик поглощающих покрытий (ПП) для чувствительных элементов пироэлектрических приемников излучения на основе пасты из углеродных нанотрубок (УНТ-пасты), золотой черни (Au-черни) и диэлектрической лакокрасочной черни (ДЛК-черни). Представлены спектральные зависимости ИК-отражения и поглощения УНТ-черни, Au- черни и ДЛК-черни в интервале длин волн 2,5—25 мкм. С помощью фототермомодуляционного метода получены частотные спектры амплитуды и фазы пироэлектрического отклика. Проведено определение «в месте нахождения» величины температуропроводности исследуемых типов черни как ПП для чувствительных элементов пироэлектрических приемников излучения. Показана перспективность использования ПП на основе черни из УНТ-пасты для пироэлектрических и других тепловых приемников излучения

Carbon Nanotubes Based Black Absorbing Coatings for Pyroelectric and Other Thermal Detector Application

The study of optical and thermophysical characteristics of the absorbing coatings (AC) for sensitive elements of pyroelectric detectors of radiation based on carbon nanotubes paste (CNTP-black) is performed in comparison with those AC formed from gold disperse layer (Au-black) and dielectric lacquer paint (DLP-black). The spectral dependences of reflectance and absorbance of CNTP-black, Au-black and DLP-black in IR-spectrum range 2.5—25 μm are presented. By photothermomodulation method, the frequency spectra of pyroelectric response amplitude and phase are obtained. The estimation of thermal diffusivity values of the investigated blacks as AC for sensitive elements of pyroelectric detectors is performed in situ. Prospects of using CNTP-black based AC for pyroelectric and other thermal detector applications are shown.Виконано порівняльні дослідження оптичних і теплофізичних характе- ристик вбирних покриттів (ВП) для чутливих елементів піроелектричних приймачів випромінення на основі пасти з вуглецевих нанорурок (ВНР- пасти), золотої черні (Au-черні) і діелектричної лакофарбової черні (ДЛФ- черні). Представлено спектральні залежності ІЧ-відбивання і вбирання ВНР-черні, Au-черні і ДЛФ-черні в інтервалі довжин хвиль 2,5—25 мкм. За допомогою фототермомодуляційнної методи одержано частотні спектри амплітуди і фази піроелектричного відгуку. Визначено «у місці знаходження» величини температуропровідности досліджуваних типів черні як ВП для чутливих елементів піроелектричних приймачів випромінення. Показано перспективність використання ВП на основі черні з ВНР-пасти для піроелектричних й інших теплових приймачів випромінення.Проведены сравнительные исследования оптических и теплофизических характеристик поглощающих покрытий (ПП) для чувствительных элементов пироэлектрических приемников излучения на основе пасты из углеродных нанотрубок (УНТ-пасты), золотой черни (Au-черни) и диэлектрической лакокрасочной черни (ДЛК-черни). Представлены спектральные зависимости ИК-отражения и поглощения УНТ-черни, Au-черни и ДЛК-черни в интервале длин волн 2,5–25 мкм. С помощью фототермомодуляционного метода получены частотные спектры амплитуды и фазы пироэлектрического отклика. Проведено определение «в месте нахождения» величины температуропроводности исследуемых типов черни как ПП для чувствительных элементов пироэлектрических приемников излучения. Показана перспективность использования ПП на основе черни из УНТ-пасты для пироэлектрических и других тепловых приемников излучения