|
|
Dielectric Properties of Thin Tantalum and Niobium Oxide Layers
Abuetwirat, Inas Faisel ; Chobola, Zdeněk (referee) ; Lelák, Jaroslav (referee) ; Liedermann, Karel (advisor)
Dielektrická relaxační spektroskopie je jednou z užitečných metod pro studium molekulární dynamiky materiálů. Díky nedávnému pokroku v přístrojové a měřicí technice je dnes možné získat dielektrické spektrum v širokém frekvenčním intervalu a pro velice rozdílné materiály. Cílem mé práce bylo studium dielektrických relaxačních spekter a vodivosti oxidů titanu, niobu, tantalu, lanthanu a hafnia pro katody pracující na principu studené emise. Cílem výzkumu bylo analyzovat frekvenční a teplotní chování těchto oxidů, včetně jejich vodivosti, v širokém frekvenčním a teplotním rozsahu, a pokusit se stanovit původ relaxačního mechanismu. Vzhledem k tomu, že původně zadaný rozsah oxidů byl dosti široký, soustředila se pozornost pouze na oxidy tantalu a niobu, rovněž s ohledem na jejich aplikace v elektrolytických kondenzátorech. Elektrické, tepelné a mechanické (při zpracování) vlastnosti oxidů tantalu a niobu jsou dnes již dobře prozkoumány. K dispozici je však jen málo poznatků o jejich dielektrických relaxačních mechanismech. Výsledky získané pro Ta2O5 ukazují existence relaxačního maxima, nacházejícího se v experimentálně dostupném teplotním a frekvenčním intervalu 187 K – 385 K a 1 Hz – 10 MHz. Frekvence ztrátového maxima se řídí Arrheniovým zákonem s aktivační energií 0.048 eV. Ve vodivostních spektrech vykazují tenké vrstvy Ta2O5 na nízkých frekvencích ustálenou hodnotu a při vysokých frekvencích monotónní nárůst, který závisí na teplotě. Pozorovanou vodivost lze popsat mocninnou funkcí s exponentem nepatrně větším než jedna (tzv. superlineární závislost). Výsledky získané pro Nb2O5 v podobné teplotní a frekvenční oblasti, 218 K – 373 K, 1 Hz – 1 MHz rovněž ukazují jedno relaxační maximum. Frekvence ztrátového maxima se opět řídí Arrheniovým zákonem s poněkud vyšší aktivační energií 0.055 eV. Niobové kondenzátory vykazují vodivostní mechanismus shodný s kondenzátory tantalovými.
|
|
|
Dielectric Relaxation Spectroscopy of Glycerol
Stráník, Rostislav ; Liedermann, Karel (advisor)
This doctoral thesis deals with the analysis of dielectric spectra of glycerol with dielectric relaxation spectroscopy (DRS). Dielectric spectra of glycerol have been measured in the frequency range 20 Hz to 10 MHz and in the temperature range 10 K to 300 K. The observed dielectric spectra featured a typical relaxation maximum, which could be in the first approximation described by the Arrhenius equation. The activation energy of the relaxation process observed was 90 MJ/kmol. The relaxation strength as well as the shape of the relaxation peak remained in the temperature interval 180 K - 230 K (visibility of peak) almost the same, thus indicating that no change of the relaxation mechanism comes about. Much attention was in the thesis paid to the analysis of the excess component of the relaxation alfa process, in the literature commonly denoted as "excess wing". The thesis puts forward a procedure for the quantification of the magnitude of the excess wing. The excess wing magnitude thus determined turns out to increase monotonously with increasing temperature. The excess wing is here interpreted as a manifestation of a weakly-pronounced beta relaxation.
|
|
|
Dielectric Properties of Thin Tantalum and Niobium Oxide Layers
Abuetwirat, Inas Faisel ; Chobola, Zdeněk (referee) ; Lelák, Jaroslav (referee) ; Liedermann, Karel (advisor)
Dielektrická relaxační spektroskopie je jednou z užitečných metod pro studium molekulární dynamiky materiálů. Díky nedávnému pokroku v přístrojové a měřicí technice je dnes možné získat dielektrické spektrum v širokém frekvenčním intervalu a pro velice rozdílné materiály. Cílem mé práce bylo studium dielektrických relaxačních spekter a vodivosti oxidů titanu, niobu, tantalu, lanthanu a hafnia pro katody pracující na principu studené emise. Cílem výzkumu bylo analyzovat frekvenční a teplotní chování těchto oxidů, včetně jejich vodivosti, v širokém frekvenčním a teplotním rozsahu, a pokusit se stanovit původ relaxačního mechanismu. Vzhledem k tomu, že původně zadaný rozsah oxidů byl dosti široký, soustředila se pozornost pouze na oxidy tantalu a niobu, rovněž s ohledem na jejich aplikace v elektrolytických kondenzátorech. Elektrické, tepelné a mechanické (při zpracování) vlastnosti oxidů tantalu a niobu jsou dnes již dobře prozkoumány. K dispozici je však jen málo poznatků o jejich dielektrických relaxačních mechanismech. Výsledky získané pro Ta2O5 ukazují existence relaxačního maxima, nacházejícího se v experimentálně dostupném teplotním a frekvenčním intervalu 187 K – 385 K a 1 Hz – 10 MHz. Frekvence ztrátového maxima se řídí Arrheniovým zákonem s aktivační energií 0.048 eV. Ve vodivostních spektrech vykazují tenké vrstvy Ta2O5 na nízkých frekvencích ustálenou hodnotu a při vysokých frekvencích monotónní nárůst, který závisí na teplotě. Pozorovanou vodivost lze popsat mocninnou funkcí s exponentem nepatrně větším než jedna (tzv. superlineární závislost). Výsledky získané pro Nb2O5 v podobné teplotní a frekvenční oblasti, 218 K – 373 K, 1 Hz – 1 MHz rovněž ukazují jedno relaxační maximum. Frekvence ztrátového maxima se opět řídí Arrheniovým zákonem s poněkud vyšší aktivační energií 0.055 eV. Niobové kondenzátory vykazují vodivostní mechanismus shodný s kondenzátory tantalovými.
|
|
|
Dielectric Relaxation Spectroscopy of Glycerol
Stráník, Rostislav ; Liedermann, Karel (advisor)
This doctoral thesis deals with the analysis of dielectric spectra of glycerol with dielectric relaxation spectroscopy (DRS). Dielectric spectra of glycerol have been measured in the frequency range 20 Hz to 10 MHz and in the temperature range 10 K to 300 K. The observed dielectric spectra featured a typical relaxation maximum, which could be in the first approximation described by the Arrhenius equation. The activation energy of the relaxation process observed was 90 MJ/kmol. The relaxation strength as well as the shape of the relaxation peak remained in the temperature interval 180 K - 230 K (visibility of peak) almost the same, thus indicating that no change of the relaxation mechanism comes about. Much attention was in the thesis paid to the analysis of the excess component of the relaxation alfa process, in the literature commonly denoted as "excess wing". The thesis puts forward a procedure for the quantification of the magnitude of the excess wing. The excess wing magnitude thus determined turns out to increase monotonously with increasing temperature. The excess wing is here interpreted as a manifestation of a weakly-pronounced beta relaxation.
|
guest ::
