Імпедансна спектроскопія

Григорчак І. І., Понеділок Г. В.
Код: 978-617-607-116-7
Навчальний посібник. Львів: Видавництво Львівської політехніки, 2011. 352 с. Формат 170 х 240 мм. Тверда оправа.
Ціна:73,00грн.
Weight: 0 кг

Викладено фізичні і математичні основи методу спектроскопії комплексного імпедансу. Детально розглядаються застосування методу імпедансної спектроскопії до аналізу напівпровідникових, діелектричних, іонно-електронних матеріалів та електрохімічних систем. Вивчаються конкретні фізичні механізми відгуку систем на прикладений синусоїдальний сигнал у різних зовнішніх фізичних полях. Наведено основні методи знаходження з імпедансних даних кінетичних параметрів процесу перенесення заряду та ідентифікації енергетичного рельєфу.
Посібник рекомендований для студентів, які навчаються на фізико-технічних, матеріалознавчих та інженерно-хімічних спеціальностях вищих навчальних закладів. Він буде корисним також для науковців, які використовують імпедансні методи дослідження складних систем.
Рекомендувало Міністерство освіти і науки, молоді та спорту України як навчальний посібник для студентів фізико-технічних та інженерно-технічних спеціальностей вищих навчальних закладів.

Зміст

Передмова.

Розділ 1. Гармонічні процеси у лінійних системах.
1.1. Гармонічні процеси у лінійних електричних колах.
1.2. Метод комплексних амплітуд.
1.3. Застосування методу комплексних амплітуд до електричних кіл.
1.4. Вимушені коливання гармонічного осцилятора.
1.5. Електромеханічна аналогія.
1.6. Імпеданс механічних систем.

Розділ 2. Основні структурні елементи імпедансних моделей.
2.1. Пасивні двополюсники та їх електричні характеристики.
2.2. Імпеданс та адміттанс складних двополюсників.
2.3. Графічне зображення імпедансу та адміттансу.
2.4. Паралельні та послідовні RC –елементи.
2.5. Елемент Варбурга та його модифікації.
2.6. Елемент постійної фази (СРЕ) та його узагальнення.
2.7. Неоднорідні елементи.

Розділ 3. Основні структури імпедансних моделей.
3.1. Основні засади та проблемні питання моделювання імпедансу.
3.2. Модель Максвелла.
3.3. Драбинчаста (Ladder) модель.
3.4. Модель Войта.
3.5. Симуляція електрохімічного імпеданса.
3.6. Імпедансний відгук фрактальної поверхні.

Розділ 4. Методика і техніка імпедансної спектроскопії.
4.1. Вимірювання електричних величин у режимі змінного струму.
4.2. Принцип імпедансного методу.
4.3. Основні робочі гіпотези.
4.4. Методи і техніка імпедансних вимірювань.
4.5. Режими вимірювань.
4.6. Первинна обробка експериментальних результатів.
4.7. Ідентифікація.

Розділ 5. Імпедансна спектроскопія діелектричних матеріалів.
5.1. Макроскопічний опис діелектриків. Діелектрична проникність.
5.2. Механізм поляризації діелектриків.
5.3. Релаксаційні процеси у діелектриках.
5.4. Дисипація енергії у діелектриках.
5.5. Діаграми Коул–Коула для різних механізмів релаксації.
5.6. Іпмедансна спектроскопія гетерогенних діелектриків. Поляризація Максвелла–Вагнера.
5.7. Діелектрична спектроскопія нелінійних діелектриків.
5.8. Імпедансний аналіз полікристалічних матеріалів і нанокомпозитів.

Розділ 6. Імпедансний аналіз напівпровідникових матеріалів.
6.1. Напівпровідники у змінному електричному полі. Імпедансна параметризація механізму перескокової провідності.
6.2. Носії заряду в слабкому змінному електричному полі. Імпедансний аналіз повного плазмового відбивання.
6.3. Імпедансна ідентифікація плазмових хвиль.
6.4. Імпедансна ідентифікація процесів перезаряджання в домішковій підсистемі.
6.5. Імпедансна спектроскопія у фазово-термодинамічному аналізі напівпровідникових фаз впровадження.
6.6. Дослідження фотовольтаїчних та термогальванічних ефектів у напівпровідниках.

Розділ 7. Імпедансна спектроскопія твердих електролітів та змішаних електрон-іонних провідників.
7.1. Структурні моделі твердих електролітів.
7.2. Імпедансна структурна модель полімерного електроліту.
7.3. Параметри відгуку іонопровідних матеріалів на зовнішнє змінне електричне поле.
7.4. Аналіз механізмів перенесення заряду в іонно-електронних провідниках на базі адмітансних даних.

Розділ 8. Фізико-хімічні основи електрохімічного імпедансу.
8.1. Моделі подвійного електричного шару.
8.2. Імпедансні моделі поляризовуваних і неполяризовуваних електродів.
8.3. Моделі поляризовуваного електрода з розподіленою ємністю CDL та опором Rct , які моделюються за допомогою елемента СРЕ.
8.4. Моделі Рендлса.
8.5. Моделі адсорбції.
8.6. Модель двостадійної гетерогенної реакції з адсорбцією проміжного продукту (RAR).
8.7. Імпедансна спектроскопія корозійних процесів.
8.8. Проблемні питання структурних електрохімічних моделей.

Розділ 9. Спеціальні питання імпедансної спектроскопії.
9.1. Імпедансний аналіз пасиваційних електрохімічних систем.
9.2. Функціонально гібридні електрохімічні системи.
9.3. Імпедансна параметризація дифузійних процесів у твердому тілі.
9.4. Температурозалежна імпедансна спектроскопія в дослідженнях інтеркаляційних струмотвірних процесів у матеріалах ієрархічної архітектури.
9.5. Нестаціонарний імпедансний аналіз.

Розділ 10. “Від’ємна ємність” та природа індуктивної поведінки імпедансу в колах без індуктивності.
10.1. Природа імпедансу індуктивного типу у планарних напівпровідникових структурах.
10.2. Загальна медель імпедансу та ємності сонячного елемента.
10.3. Загальні характеристики від’ємної ємності в електронних і електрохімічних приладах.
10.4. Імпедансна модель сонячних елементів з індуктивною поведінкою.
10.5. Природа індуктивного імпедансу в електрохімічних реакціях.

Розділ 11. Імпедансні моделі пристроїв наноелектроніки.
11.1. Імпедансна модель для “бар’єрних” задач квантової механіки.
11.2. Проходження електрона через прямокутний бар’єр.
11.3. Резонансне тунелювання електронів.
11.4. Імпедансні характеристики дефектів і поверхні кристала. Фотонний і фононний кристали.
11.5. Імпедансний аналіз N-бар’єрних наноструктур.
11.6. Квантова ємність.
11.7. Квантова індуктивність. Концепція квантового LC-контура.
11.8. Квантова ємність резонансно-тунельного діода.
11.9. Імпедансні характеристики транзисторів на квантових ямах.
11.10. Імпедансні спектри польових транзисторів.
11.11. Квантова ємність тунельної структури, зумовлена кінечністю тунельних часів.
11.12. Квантово-реактансний відгук N-бар’єрних неорганічно-органічних наноструктур.

Предметний покажчик.