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

The Influence of Laser Irradiation and Ultrasound on the Structure, Surface Condition and Electrical Properties of TiS[2]/C Composites

The structure, morphology and electroconductive properties of TiS2/C composite irradiated with laser and ultrasound are investigated in this work. It has been established that the conductivity of TiS2/C - 50/50 composite obtained by ultrasonic dispersion in acetonitrile at room temperature is 290 (Оhm∙m) – 1, which is in 10 higher than that value for pure titanium disulfide under the same conditions

Molybdenum Disulfide Obtained by Template Method as an Electrode Material in Electric Energy Storage Devices

Molybdenum disulfide is obtained by the template method. Its structure and electrochemical properties are investigated. It was found that the working voltage of the LPS for molybdenum disulfide obtained by template method reaches 3 V, the specific capacitance is 180.9 F/g. It was identified that the electric energy storage device the positive electrode of which is molybdenum disulfide obtained by the template method has the discharge specific capacity of 238.9 F/g at a scan rate of 0.001 V/c

Laser-modified nanocrystalline NiMoO4 as an electrode material in hybrid supercapacitors

The nanocrystalline NiMoO4 obtained as a result of hydrothermal synthesis was exposed to laser radiation with a pulse energy of 70 mJ/cm2 for 5 minutes. The phase composition and size of crystallites of the triclinic structure of NiMoO4 were determined by X-ray analysis. The average crystallite size was 18 nm for laser-irradiated nickel molybdate. Impedance analysis was used to analyze the temperature dependence of the electrical conductivity of laser-modified NiMoO4. The frequency index of the power law, determined by the nonlinear approximation method, was 0.5-0.67, which corresponds to the hopping mechanism of charge carriers. The electrochemical behavior of NiMoO4 was studied using cyclic voltammetry and galvanostatic charge/discharge testing. The laser-irradiated NiMoO4 reaches a specific capacitance of 553 F/g at a scan rate of 1 mV/s. The hybrid electrochemical system based on electrodes of modified NiMoO4 and carbon material provides high Coulombic efficiency (95%) for a significant number of charge/discharge cycles

Raman spectroscopy of the laser irradiated titanium dioxide

Evolution of anatase phase for the TiO₂ nanocrystals at their laser irradiation is researched by the method of combinational light dispersion. The observed changes of intensity, frequency and halfwidth of TiO₂ phonon lines are interpreted taking into account the effects of nonstoichiometry, superficial strains and phonon confinement. The found out parameter changes in the low frequency Eg mode show that laser irradiation results in substantial improvement of the structural ordering in the area of TiO₆ octahedrons bonds

The effect of orthophosphoric acid on energy-intensive parameters of porous carbon electrode materials

The effect of orthophosphoric acid concentration as an activating agent on the porous structure of carbon materials derived from apricot pits and energy-intensive parameters of electrochemical capacitors formed on their basis is studied. It is found that changing the ratio of the mass of the activating agent to the mass of the raw material in acid-activated porous carbon materials (PCMs), one can control the pore size distribution in the range of 0.5-20 nm and specific surface area in the range of 775-1830 m2/g. The use of cyclic voltammetry, impedance spectroscopy and chronopotentiometry made it possible to set the capacitive nature of charge accumulation processes in acid-activated PCMs, as well as to determine the contribution of a certain size of pores to the specific capacitance of PCM/electrolyte system

Stimulation of the metal doping process of nanoporous carbon material by laser irradiation

It has been established that the doping of activated carbon material with chromium and manganese increases the specific capacitance of storage devices based on the charge-discharge mechanism of a double electric layer (DEL) by ~70 % and leads to a decrease in their internal resistance by 30-35 %. The main reason for this rise is the transformation of the electron energy spectrum due to an increase in the density of electronic states, as a result of which a much larger number of electrolyte ions (primarily positive ones) participate in the formation of DEL and cause an increase in the specific capacitance of these devices. It has been shown that laser irradiation stimulates the metal penetration into the bulk of carbon material

Порівняльний аналіз електричних властивостей нанокристалічних гідрату NiMoO4 та α-NiMoO4, отриманих гідротермальним методом

Досліджено імпедансу поведінку та електропровідність нанокристалічних гідрату та α-фази молібдатів нікелю, отриманих гідротермальним способом. Частотна поведінка дійсних складових імпедансу отриманих молібдатів нікелю вказує на поляризацію просторового заряду під дією прикладеного електричного поля. Уявна складова імпедансу матеріалу α-NiMoO4 свідчить про відсутність явища релаксації у ньому, тобто можливий транспорт носіїв заряду між зернами у всьому частотному діапазоні. Водночас для гідрату NiMoO4 спостерігається температурно-залежний процес релаксації в температурному діапазоні 175-200 °C, пов'язаний з наявністю дефектів, зокрема вакансій. Показано, що електропровідність гідрату NiMoO4 при постійному струмі становить 4·10 – 5 См/м, тоді як α-фази NiMoO4 – 1,5·10 – 4 См/м при кімнатній температурі, що пов'язано з умовами отримання матеріалів. Отримані температурні залежності показника частоти дають підстави стверджувати, що провідність при змінному струмі гідрату NiMoO4 можна пояснити на основі моделі корельованих бар'єрних перескоків, тоді як α-NiMoO4 – моделлю тунелювання малих поляронів.We have investigated the impedance behavior and electrical conductivity of nanocrystalline hydrate and α-phase of nickel molybdates obtained by hydrothermal method. Frequency behavior of the real impedance part of obtained nickel molybdates points at space charge polarization under the impact of an applied electric field. The imaginary impedance component of α-NiMoO4 substance proves the absence of relaxation in it, meaning that the transport of charge carriers between grains is possible in the whole frequency range. At the same time, we observe a temperature-dependent relaxation process for NiMoO4 hydrate in the temperature range 175-200 °C caused by defects, namely vacancies. It has been shown that the conductivity of NiMoO4 hydrate at a direct current is equal to 4·10 – 5 S/m, whereas for NiMoO4 α-phase it is 1.5·10 – 4 S/m at room temperature due to the conditions for obtaining materials. The temperature dependencies of the frequency exponent s that we obtained make it possible to assert that the ac conductivity of NiMoO4 hydrate can be explained on the basis of the correlated barrier hopping model, whereas of α-NiMoO4 – by small polaron tunneling model

Оптичні властивості квантових точок ZnSe в вуглецевих матрицях

У роботі синтезуються квантові точки ZnSe в матриці нанопористого вуглецю. Для цього синтезували нанопористий вуглець з необхідним розподілом розміру пор. З отриманих спектрів фотолюмінесценції було встановлено, що пік біля краю смуги в спектрі збудження може бути віднесений до найвищої ефективності передачі фотогенерованих носіїв у корельованих станах піддіапазону (приблизно на 34 меВ нижче зони провідності ZnSe) до стану глибокого центру.The ZnSe quantum dots in a matrix of nanoporous carbon are synthesized in the work. For this purpose, nanoporous carbon was synthesized with the required pore size distribution. From the received photoluminescence spectra, it was found that the peak near the band edge in the excitation spectrum can be assigned to the highest transfer efficiency of photogenerated carriers at the correlated sub-band states (about 34 meV below the conduction band of ZnSe) to the deep center states

Процеси старіння в імплантованих іонами фтору та лазерно опромінених плівках LaGa:ЗІГ

Based on the results of X-ray structural analysis, changes in the crystalline structure during natural aging and laser annealing, which occurred in near-surface layers of epitaxial films of LaGa-substituted Iron-Yttrium Garnet, implanted by F+ ions, were studied. The processes that occur during the ion implantation by F+ in ferrite-garnet films, and the processes that accompany the low-temperature aging of ion-implanted films are considered. From the experimental rocking curves, obtained immediately after ion implantation, after the laser irradiation and after several years, strain profiles were determined. Two stages in the changes of the crystalline structure of the nearsurface disturbed layer over time are revealed. During the first of them, the maximum deformation in the ionimplanted layer increased slightly, and on the second it decreased. It was established that the results of laser annealing and natural aging of near-surface layers implanted by F+ ions and laser irradiated LaGa:YIG films  depend on the direction from which laser irradiation occurred. However, the result of their total exposure does not depend on the side of laser irradiation.На основі результатів X-променевого структурного аналізу вивчено зміни кристалічної структури під час природного старіння та лазерного відпалу, які відбувалися в приповерхневих шарах епітаксійних лівок LaGa-заміщеного залізо-ітрієвого гранату, імплантованого іонами F+ . Розглянуто процеси, що відбуваються під час імплантації іонами F+ ферит-гранатових плівок, та процеси, які супроводжують низькотемпературне старіння іонно імплантованих плівок. З експериментальних кривих  відбивання, отриманих відразу після іонної імплантації, після лазерного опромінення та через кілька років, визначено профілі деформації. Виявлено два етапи в змінах кристалічної структури приповерхневого порушеного шару з часом. На протязі першого з них максимальна деформація в іонно імплантованому шарі незначно зростала, а на другому зменшувалася. Встановлено, що результати лазерного відпалу та природного старіння приповерхневих шарів імплантованих іонами F+ та лазерно опромінених плівок LaGa:ЗІГ залежать від того, з якої сторони відбувалося опромінення лазером. Однак, результат їх сумарного впливу не залежить від сторони лазерного опромінення