Главная
Технология и конструирование в электронной аппаратуре, 2022, № 1-3, с. 39-43.
DOI: 10.15222/TKEA2022.1-3.39
УДК 538.956
Електропровідність термочутливої склокераміки на основі нанорозмірного діоксиду ванадія
(українською мовою)
Колбунов В. Р., Тонкошкур О. С., Вашерук О. В.

Україна, Дніпровський національний університет імені Олеся Гончара.

Наведено результати дослідження електропровідності та мікроструктури термочутливої склокераміки, яку було синтезовано на основі дрібнокристалічного діоксиду ванадію (VO2) з розмірами кристалів 5—10 мкм та на основі нанокристалічного VO2 з кристалами 70—100 нм. Температурні залежності питомого опору для обох типів склокераміки мають різкий стрибок питомого опору на півтори-дві декади в районі температури 70°С, що характерно для фазового переходу «метал — напівпровідник» у діоксиді ванадію. Для обох типів склокераміки було проведено порівняльне дослідження питомого опору в процесі термоциклування в температурному діапазоні, який містить температуру фазового переходу в VO2. Склокерамічні зразки, синтезовані на основі нанокристалічного VO2, показали значно стабільнішу поведінку. Це вказує на можливість створення стійкого склокерамічного матеріалу для терморезисторів з критичною температурою біля 70°С.

Ключові слова: склокераміка, діоксид ванадію, електропровідність, мікроструктура.

Дата подання рукопису 17.02 2022
Використані джерела
  1. Бугаев А.А., Захарченя Б.П., Чудновский Ф.А. Фазовый переход металл — полупроводник и его применение. Ленинград, Наука, 1979, 116 с. (Rus)
  2. Ren H., Li B., X. Zhou et al. Wafer-size VO2 film prepared by water-vapor oxidant. Applied Surface Science, 2020, vol. 525, 146642. https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2020.146642
  3. Wu C., Wang Y., Ma G. Microfabrication of VO2 thin films via a photosensitive sol-gel method. Coatings, 2021, vol. 11, iss. 10, 1264. https://doi.org/10.3390/coatings11101264
  4. Li G., Zhou Q., Ge L. et al. Influence of micro-structure on modulation properties in VO2 composite terahertz memory metamaterials. Optics Express, 2020, vol. 28, iss. 21, 31436. https://doi.org/10.1364/OE.404082
  5. Petukhova Y.V., Kudinova A.A., Bobrysheva N.P. et al. Polymer composites containing dispersed VO2 of various polymorphs: Effects of polymer matrix on functional properties. Materials Chemistry and Physics, 2019, vol. 235, 121752. https://doi.org/10.1016/j.matchemphys.2019.121752
  6. Ke Y., Wang S., Liu G. et al. Vanadium Dioxide: The Multistimuli Responsive Material and Its Applications. Nano-Micro Small, 2018, vol. 14, iss. 39, 1802025. https://doi.org/10.1002/smll.201802025
  7. Kim H.-N., Yang S. Responsive smart windows from nanoparticle - polymer composites. Advanced Functional Materials, 2019, vol. 30, iss. 2, 1902597. https://doi.org/10.1002/adfm.201902597
  8. John J., Gutierrez Y., Zhang Zh. Et al. Multipolar resonances with designer tunability using VO2 phase-change materials. Physical Review Applied, 2020, vol. 13, iss. 4, 044053. https://doi.org/10.1103/PhysRevApplied.13.044053
  9. Тонкошкур О.С., Іванченко О.В. Застосування шару на основі матеріалів з фазовим переходом «метал — напівпровідник» для електротеплового захисту сонячних елементів. Технология и конструирование в электронной аппаратуре, 2021, № 3–4, с. 57–64. http://dx.doi.org/10.15222/TKEA2021.3-4.57
  10. Ивон А.И., Кузьменко Е.Н. Использование критических терморезисторов для защиты процессора от перегрева. Системные технологии, 2007, т. 2, № 49, с. 25–32.
  11. Li D.X., Huang W.X, Song L.W., Shi Q.W. The Stability Study on Vanadium Dioxide. Advanced Materials Research, 2015, vol. 1120–1121, рp.158–167. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/AMR.1120-1121.158
  12. Ivon A.I., Kolbunov V.R., Chernenko I.M. Conductivity stabilization by metal and oxide additives in ceramics on the basis of VO2 and glass V2O5–P2O5. Journal of Non-Crystalline Solids. 2005, vol. 351, iss. 46–48, рp. 3649–3654. https://doi.org/10.1016/j.jnoncrysol.2005.08.035
  13. Черненко І.М., Івон О.І., Колбунов В.Р., Олійник О.Ю. Спосіб отримання нанодисперсного діоксиду ванадію. Пат. 100940 Україна, 2013, бюл. № 3.
  14. Василенко В.Я., Ивон А.И., Черненко И.М. Электросинтез монокристаллов VO2 в оксидных ванадиево-фосфатных расплавах. Кристаллография, 1983. т. 28, № 4, 830 с.
  15. Kolbunov V.R., Ivon A.I., Kunitskiy Y.A., Chernenko I.M. The influence of microstructure and phase composition of glass-ceramics in the VO2 – V2O5 – P2O5 – Cu2O – SnO2 system on the electrical properties related to the metal-semiconductor phase transition. Ceramics International, 2013, vol. 39, iss. 4, p. 3613–3620. https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2012.10.189