Simulation of Reciprocal Space Maps for Thin Ion-Implanted Layers in Yttrium-Iron Garnet Films with Defects

Numerical simulation of the reciprocal space maps measured from the ion-implanted single-crystal yttrium-iron garnet films on gadolinium-gallium garnet substrate has been carried out basing on the theoretical model of the triple-crystal dynamical diffractometry of crystalline multilayer systems with inhomogeneous strain distributions and randomly distributed defects. The presence of growth defects in both film and substrate as well as radiation defects created in subsurface layer of nanometer-scale thickness after 90 keV F+ ion implantation was taken into account in the proposed model of the film system

Electrochemical Characteristics of Capacitor Systems Formed on Chemically Modified Carbon Base

Influence of chemical modification of the activated carbon (AC) material on its specific capacity is found out with the use of methods of impedance spectroscopy, cyclic voltammetry and chronopotentiometry. As shown, a general capacity is the sum of two components, namely, double electric-layer (DEL) capacity and pseudocapacity, thus the deposit of the last is insignificant (8—14%). The alloying with rare-earth metals and their compounds results in the rise of specific capacity of AC. Probably, the principal reason of such a growth is transformation of valence bond of carbon material due to introduction of the additional electron states from the implanted metals. As a result, the considerably greater amount of ions (especially, positive ones) will take part in DEL forming, and, consequently, will predetermine growth of specific capacity.З’ясовано вплив хемічної модифікації активованого вуглецевого матеріялу на його питому місткість з використанням метод імпедансної спектроскопії, циклічної вольтамперометрії та хроноамперометрії. Показано, що загальна місткість є сумою двох складових – місткости подвійного електричного шару (ПЕШ) та псевдомісткости, причому, внесок останньої є незначним (8—14%). Леґування рідкоземельними металами та їх сполуками призводить до збільшення питомої місткости активованого вуглецю. Ймовірно, основною причиною такого зростання є трансформація валентної зони вуглецевого матеріялу за рахунок добавляння додаткових електронних станів від втілених матеріялів, в результаті чого значно більша кількість йонів (насамперед, позитивних) буде брати участь у формуванні ПЕШ, а отже, і зумовлювати зростання питомої місткости.Изучено влияние химической модификации активированного углеродного материала на его удельную емкость с использованием методов импедансной спектроскопии, циклической вольтамперометрии и хроноамперометрии. Показано, что общая емкость является суммой двух составляющих – емкости двойного электрического слоя (ДЭС) и псевдоемкости, причем, вклад последней незначителен (8—14%). Легирование редкоземельными металлами и их соединениями увеличивает удельную емкость активированного углерода. Вероятно, основной причиной такого роста является трансформация валентной зоны углеродного материала за счет добавления дополнительных электронных состояний от внедренных материалов, вследствие чего значительно большее количество ионов (в первую очередь, положительных) будет принимать участие в формировании ДЭС, а, следовательно, и обусловливать рост удельной емкости

Electrochemical Characteristics of Capacitor Systems Formed on Chemical Modified Carbon Basis

Influence of chemical modification of an activated carbon (AC) material on its specific capacity is studied using methods of impedance spectroscopy, cyclic voltammetry and chronopotentiometry. As shown, the total capacity is the sum of two components–double electric layer (DEL) capacity and pseudocapacity; the contribution of the latter is insignificant (8—14%). The alloying with rareearth metals and their compounds results in the rise of specific capacity of AC. Probably, the principal cause of such a growth is transformation of valence band of carbon material caused by introduction of additional electron states from the introduced metals. As a result, considerably greater number of ions (especially, positive ones) will take part in DEL forming and, consequently, predetermine growth of specific capacity.З’ясовано вплив хемічної модифікації активованого вуглецевого (АВ) матеріялу на його питому місткість з використанням метод імпедансної спектроскопії, циклічної вольтамперометрії та хроноамперометрії. Показано, що загальна місткість є сумою двох складових – місткости подвійного електричного шару (ПЕШ) та псевдомісткости, причому, внесок останньої є незначним (8—14%). Леґування рідкісноземельними металами та їх сполуками призводить до підвищення питомої місткости АВ. Ймовірно, основною причиною такого зростання є трансформація валентної зони вуглецевого матеріялу за рахунок привнесення додаткових електронних станів від втілених матеріялів, в результаті чого значно більша кількість йонів (насамперед, позитивних) буде приймати участь у формуванні ПЕШ, а отже, й зумовлювати ріст питомої місткости.Изучено влияние химической модификации активированного углеродного материала на его удельную ёмкость с использованием методов импедансной спектроскопии, циклической вольтамперометрии и хроноамперометрии. Показано, что общая ёмкость является суммой двух составляющих – ёмкости двойного электрического слоя (ДЭС) и псевдоёмкости, причем, вклад последней незначителен (8—14%). Легирование редко-земельными металлами и их соединениями улучшает удельную ёмкость активированного углерода. Вероятно, основной причиной такого роста является трансформация валентной зоны углеродного материала за счет добавления дополнительных электронных состояний от внедренных материалов, вследствие чего значительно большее количество ионов (в первую очередь, положительных) будет принимать участие в формировании ДЭС, а, следовательно, и обуславливать рост удельной ёмкости

Магнітні і діелектричні властивості Mg заміщених нанокристалічних Li феритів, отриманих методом золь-гель автоспалювання

The ultrafine particles of magnesium-substituted lithium ferrites of the general formula were synthesized by a low-temperature gel-citrate auto-combustion method. The structural characteristics of the samples were obtained on the basis of X-ray diffraction (XRD) and SEM (emission electron spectroscopy) analyzes. XRD studies have confirmed the formation of a single-phase spinel structure with crystallite sizes around 15 - 30 nm. The M-H loop was recorded using an F-64 ferrometer for all formulations at room temperature and 50 Hz and the hysteresis parameters obtained. The hysteresis loop of the obtained samples showed a clear saturation at the applied field ± 60 E and by its very nature the loop is very symmetrical. Dielectric parameters such as dielectric steel, resistivity (s) and conductivity of samples () were investigated as a function of frequency in the range of 0.01 Hz to 100 kHz and in the temperature range 293 - 493 K using an impedance spectrometer. The dielectric constant of the samples revealed a normal frequency dependence of the dielectric, indicating that the dispersion is due to the polarization of the boundaries of the Maxwell-Wagner type grains and the jump of the electron between ions.Ультрадрібні частинки магній-заміщених літієвих феритів загальної формули  були синтезовані низькотемпературним гель-цитратним методом автоспалювання. Структурні характеристики зразків були отримані на основі рентгеноструктурного (XRD) і SEM (емісійна електронна спектроскопія) аналізів. XRD дослідження підтвердили формування однофазної шпінельної структури з розмірами кристалітів в околі 15 – 30  нм. M-H петля була записана за допомогою ферометра Ф-64 для всіх складів при кімнатній температурі і частоті 50 Гц та отримані параметри гістерезису. Петля гістерезису отриманих зразків показала чітке насичення при прикладеному полі ±60 Е і по своїй природі петля дуже симетрична. Діелектричні параметри, такі як діелектрична стала , питомий опір ( і ) і провідність зразків () досліджувалися як функція частоти в діапазоні від 0,01 Гц до 100 кГц і в діапазоні температур 293 - 493 К з використанням імпедансного спектрометра. Діелектрична стала зразків виявила нормальну діелектричну залежність від частоти, що говорить про те, що дисперсія є наслідком поляризації границь зерен типу Максвелла-Вагнера і перескоку електрона між іонами

Вплив лазерного опромінення на електрохімічні властивості композиту MoS2/С

The paper presents the results of studies of electrochemical properties of composite MoS2/C. It is shown that the contribution to the conductivity of composites makes a charge accumulation capacitive nature inherent in high-conductive carbon, which is situated between the layers of MoS2, improved charge transfer processes during charge / discharge, and quick turnaround faradeyivski processes inherent molybdenum disulphide. Found that the highest discharge specific capacity has laser irradiated composite MoS2/C with a carbon content of 70% (209 F/g), due to the best combination of two mechanisms of charge accumulation and activation of charge carriers under the influence of laser.У роботі представлено результати досліджень електрохімічних властивостей композиту MoS2/C. Показано, що вклад у провідність композитів вносить як ємнісний характер накопичення заряду, притаманний  високопровідному вуглецю, який, розташовуючись між шарами MoS2, покращує перенесення заряду під час процесів заряд/розряду, так і швидкі оборотні фарадеївські процеси, властиві дисульфіду молібдену. Виявлено, що найвищою розрядною питомою ємністю володіє лазерно опромінений композит MoS2/С з вмістом вуглецю 70 % (209 Ф/г), що пов’язано з найкращим поєднанням двох механізмів накопичення заряду та зростанням дефектності структури і активацією носіїв заряду під впливом лазера

Simulation of Reciprocal Space Maps for Thin Ion-Implanted Layers in Yttrium-Iron Garnet Films with Defects

Numerical simulation of the reciprocal space maps measured from the ion-implanted single-crystal yttrium-iron garnet films on gadolinium-gallium garnet substrate has been carried out basing on the theoretical model of the triple-crystal dynamical diffractometry of crystalline multilayer systems with inhomogeneous strain distributions and randomly distributed defects. The presence of growth defects in both film and substrate as well as radiation defects created in subsurface layer of nanometer-scale thickness after 90 keV F+ ion implantation was taken into account in the proposed model of the film system

Електростимульована дифузія йонів літію в структуру фториду магнію

It has been established that in the process of intercalation/deintercalation of lithium ions into the MgF2-based cathode material, thediffusion coefficient is (1-3)·10-12сm2/s during intercalation and(0,6-3)·10-11сm2/s during the inverse process. It shows the possibility of using MgF2 as a cathode material for a lithium element.Встановлено, що в процесі інтеркаляції деінтеркаляції йонів літію в катодний матеріал на основі MgF2 коефіцієнт дифузії при впровадженні становить (1-3)·10-12см2/с та (0,6-3)·10-11см2/с при зворотньому процесі. Показана можливість використання MgF2 в якості катодного матеріалу для літієвих джерел струму

X-Ray Diffraction Characterization of Nanoscale Strains and Defects in Yttrium Iron Garnet Films Implanted with Fluorine Ions

The theoretical diffraction model for a crystalline multilayer system with inhomogeneous strain profile and randomly distributed defects has been created by using the statistical dynamical theory of X-ray diffraction in imperfect crystals. The dynamical scattering peculiarities in both coherent and diffuse scattering intensities have been taken into account for all the layers of the system by using derived recurrence relations between coherent scattering amplitudes. The investigated yttrium-iron garnet films grown on gadolinium-gallium garnet substrate were implanted with different doses of 90 keV F+ ions. The rocking curves measured from the as-grown and implanted samples have been treated by using the proposed theoretical model. This model has allowed for the reliable self-consistent determination of strain profile parameters and structural defect characteristics in both implanted film and substrate of the investigated samples

Plate-Like LiFePO₄ Nanoparticles: Synthesis, Structure, Electrochemistry

Гидротермальным синтезом получены пластинчатые частицы литий-железного фосфата размерами 100–150 нм и толщиной до 10 нм. Целью было исследование влияния относительного содержания этиленгликоля и температуры реакционной среды на фазовый состав полученных материалов, их кристаллическую и магнитную микроструктуры, состояние поверхности и электрические свойства. Установлено, что имеется корреляция между морфологией материалов и их электрохимическими свойствами. Уменьшение размера частиц и степени агломерации приводит к увеличению удельной ёмкости литиевых источников энергии с катодами на основе синтезированных материалов.Гідротермічною синтезою одержано платівчасті частинки літій-залізного фосфату розмірами у 100–150 нм і товщиною до 10 нм. Метою було дослідження впливу відносного вмісту етиленгліколю та температури реакційного середовища на фазовий склад одержаних матеріялів, їхні кристалічну та магнетну мікроструктури, стан поверхні й електричні властивості. Визначено, що є кореляція між морфологією матеріялів та їхніми електрохемічними властивостями. Зменшення розміру частинок і ступеня аґломерації приводить до підвищення питомої місткости літійових джерел живлення з катодами на основі синтезованих матеріялів.Lithium iron phosphate plate-like particles of 100–150 nm sizes and to 10 nm thickness have been obtained by hydrothermal synthesis. It has been aim to investigate influence of ethylene glycol relative content and reaction medium temperature on the obtained-materials’ phase composition, crystalline and magnetic microstructure, surface condition and electrical properties. As determined, there is correlation between the materials’ morphology and their electrochemical properties. The reducing of a particle size and agglomeration degree leads to specific capacity growing for lithium power sources with cathodes based on synthesized materials.The publication contains the results of studies conducted under the President’s of Ukraine grant for competitive projects of the State Fund for Fundamental Research