bluuebunny/crossref_metadata_2025 huggingface dataset:
Role of slanted reinforcement on bending capacity SS beams
Authors: Reza Ghasemi Mohammad , Shishegaran Aydin
Published: May 2017

The wide application range of simply supported beams in building construction, has always caused an attraction to somehow increase their bending capacity with high ductility. In this research, for the very purpose, the reinforcement bars under compression are bent at 45° from 1/3 of the beam length from the two ends and led to the tension zone. A sealed rubber tube of diameter twice that of the reinforcement bar covers the slanted part to separate it from the beam’s concrete. This will in fact reduce the stress intensity created in the bars above and below the neutral plane and increase the beam’s bending capacity considerably through making the two tensile and compressive forces acting opposite to each other. Actually, the proposed system can be specified by applying a superposition of the sum of the effects of the compressive stresses of the reinforcement bars above the beam’s 1/3 ends plus the sum of the effects of the tensile stresses created at 1/3 of the beam midpoint. The compressive stress created in the upper part tends to pass through the slanted part and reach the tensile part, and an opposite act for the tensile stress created in the lower part. Therefore, it is obvious that a compressive force found by the solution of the first superposition equation is applied at the middle 1/3 of the lower part and causes up to 25 % increase in the beam bending capacity.
Comparison of modal characteristic of wrapped and winded composite tubes from carbon prepreg
Authors: Kulhavy Petr , Lepsik Petr
Published: May 2017

Constructions based on long fiber composite frames gaining significant and irreplaceable position through almost all traffic sectors. The aim of this presented work is a study of composite rods made by two ways from pre impregnated fibres. In technical practice, one can find applications of so called “prepregs”, especially for so-called wrapping, which is a gradual helical layering of wide tapes. This is a quite simply method with a good quality of final parts, but the using is limited only for straight shapes. Therefore, a method called winding, which is a simultaneous deposition of larger number of fiber filaments was used to handle the problem for curved shapes and fluently changed cross-sections. Even though this method could expand the using of presaturated fibres, in a real case compared with wrapped parts there is evident imperfect alignment and mutually storing of placed fibers. This could be mainly caused by a significant tortuosity and stickiness of the individual fiber strands. The objective the carried work was to experimentally compare the vibrational - modal behavior of two almost identical rods. One was winded and the second kind was wrapped with the same structure of layers, weight and curing parameters. The results of the two compared tubes, that should be theoretically identical, were significantly different. Another step was compilation of a numerical model and verify its suitability for parts created with the two mentioned production methods. The numerical model was in a good agreement with the empirical obtained from the experiment with wrapped parts. However, the using of this standard model also for winded tube is questionable, because of the significantly differences in founded natural frequencies.
Introducing box-plate beam-to-column moment connections
Authors: Shishegaran A. , Rahimi S. , Darabi H.
Published: May 2017

Nowadays, using high-ductility structures in the construction and use of significant buildings is highly appreciated. To use more ductile structures, effort has been made in this research to introduce box-plate beam-to-column connections. They underwent hysteretic loading and it was found from their moment-rotation curves that the bending capacity and ductility of the box-plate connection were more than ordinary rigid connection, and those of the latter were more than those of the normal typical one. It was also shown that stress concentration in box-plate connections disappears over the top and bottom flange plates.
Analyses of truck powertrain torque and vibration
Authors: Kučera Pavel , Píštěk Václav
Published: May 2017

The article deals with an analysis of the mean value of the torque of the truck with 8×8 drive. Torque was measured using a noncontact device on the powertrain shaft. This shaft is used to drive the first front axle. For a better understanding of the experiment results, computational model of the truck was developed in Simulink software. To build the computational model, custom library was used and users could create different modifications of vehicles. Subsequently, analysis of torsional vibration was carried out. In the first study, the truck showed problems with directional vibrations and noise after reaching a certain speed, therefore, this article also continues with an analysis of the torsional vibration.
A health state assessment method for ship propulsion system based on fuzzy theory and variable weight theory
Authors: Hu Pian , Zhou Taotao
Published: May 2017

It is hard to determine the equipment weight in the ship propulsion system health status evaluation. A device weight determination method based on fuzzy theory and variable weight theory is presented. In this method, expert knowledge is used to determine the initial weight of each device; variable weights theory is used to appropriately adjust devices weights combining with the actual health status of each device. Simulation analysis results show that the proposed propulsion system integrated status assessment method could reasonably reflect actual status, which proves it to be scientific and valid in engineering application.
Measurement of speed irregularities
Authors: Novák Jan
Published: May 2017

This article describes possible ways of measuring rotation irregularities. It focuses on hardware and software equipment necessary for measuring speed irregularities. The article contains examples of measurements and describes the reasons why it is necessary to know about possibilities of evaluating speed irregularities.
Noise level of reverse motion gearing of gearbox
Authors: Oudrnický Tomáš , Tomeh Elias
Published: May 2017

Quality requirements in the automotive industry are currently at an extremely high level; therefore, it is necessary to make various complex measurements, testing or observation of all important components of a vehicle whose integral part is a driving gear – a combustion engine and a gearbox. These components produce vibrations and noise, which means that it is produced by every current user of a passenger car. Particularly in a small-city-cars segment where such a big emphasis is not put on sound absorption of the cab for the crew. When taking into consideration this class of vehicles, it is important to prevent vibrations formation itself. These vibrations not only cause the unpleasant noise, but they also affect the durability of the surrounding components.
Vibration diagnostics of small hydroelectric power station machinery
Authors: Mazac Martin , Tomeh Elias
Published: May 2017

This short paper describes a problematic of a small hydroelectric power station machinery vibration diagnostics. The vibration diagnostics of a power station machinery is very specific, machinery contains many possible damaged rotating parts including a turbine rotor. Non-stationary strength pulsing caused by water flow can be generated. The paper describes problems with the correct determination of a small hydroelectric power station machinery failure.
Study of the acoustic attenuation in plaster composites in dependency on added fiber reinforcement
Authors: Samkova Alzbeta , Kulhavy Petr
Published: May 2017

The current trend, with regards to the cost and energy savings, is to combine properties of basic materials and try to obtain so called synergic effect with that we could get significant amplification of their individual properties. The aim of this article is to assess whether this required improvement of the physical properties occurs also for fiber-reinforced construction materials, whose study has been the author work devoted for a long time. This work is focused on assessment of changes in the acoustic attenuation of the basic plaster composites with addition of some high strength fiber reinforcement. The chosen plasters materials are commonly used in building constructions (gypsum, lime-cement, cement). Into those materials that in our case has become the matrix, some basalt and glass fiber dispersion of length 8.5 and 12 mm have been added. An impedance tube was used to the test of materials acoustic absorption. The results show the very good acoustic absorption for all of the tested samples regardless on the ratio of used reinforcement.
Fatigue life estimation algorithm of structures with high frequency random vibration based on hybrid energy finite element method
Authors: Zeng J. , Chen H. B. , Wang Y. Y.
Published: May 2017

A hybrid energy finite element method (Hybrid-EFEM) considering direct field is introduced and promoted to general coupling conditions. The equivalent stress amplitude based on energy density is derived. Then combined with zero order moment stress spectrum method, a high-frequency fatigue life prediction method based on Hybrid-EFEM is proposed. A fatigue life prediction example is carried out to verify the feasibility of the method.
Numerical simulation and measurement of car strut under shock vibration
Authors: Novák Ondřej , Petrů Michal , Lufinka Aleš
Published: May 2017

This article focuses on the analysis of the properties of the car strut used to capture the engine torque reaction generated during fast acceleration. There is described the methodology of measuring the parameters needed to assess the force effect and also a simulation of the properties of a redesigned strut using the finite element method. The simulation confirmed the correctness of the design and also showed that very small asymmetry of cross section cause significant reducing of the load capacity of the strut and its easy damage.
Analysis of vibration traits of underwater vehicle propulsion shafting and optimization design of support parameters
Authors: Yang Zhongchao , Sun Jiong , Lou Jingjun , Yang Qingchao
Published: May 2017

In this paper, the calculation model of the propulsion shafting structure was established to solve the problem of flexural vibration of the shafting system for the underwater vehicle with relatively small scale. By using the transfer matrix method and the finite element method, the vibration characteristics of the shafting system subjected to the transverse unsteady excitation force were calculated by MATLAB software and ABAQUS software. Two aspects of the displacement response and the vibration power flow were analyzed and compared. Analysis showed that the results of the two methods were very close to each other and all met the requirements of vibration engineering calculation. The influence of the mass of propeller and the bearing stiffness in different positions on the vibration characteristics were analyzed by using the transfer matrix method. Finally, based on the transfer matrix method, the parameters of the bearing stiffness at different supports were optimized with design optimization, and then use ABAQUS software to verify the effectiveness of the optimization. The analysis results showed that, after optimization calculation, the vibration power flow input to the bases of different bearings were significantly decreased.
An approach to fault diagnosis for rotating machinery based on feature reconstruction with LCD and t-SNE
Authors: Chen Jiayu , Zhou Dong , Lyu Chuan , Lu Chen
Published: May 2017

It is crucial to effectively and accurately diagnose fault of rotating machinery. However, high dimension characteristic of features, which are extracted from vibration signals of Rotating machinery, makes it difficult to recognize accurately fault mode. To resolve this problem, t-distributed stochastic neighbor embedding (t-SNE) is introduced to reduce the dimensionality of the feature vector in this paper. Therefore, the article proposes a method for fault diagnosis of Rotating machinery based on local characteristic decomposition-sample entropy (LCD-SampEn), t-SNE and random forest (RF). Firstly, original vibration signals of rotating machinery are decomposed to a number of ISCs by the LCD. Then, feature vector is obtained through calculating SampEn of each ISC. Subsequently, the t-SNE is used to reduce the dimension of the feature vectors. Finally, the reconstructed feature vectors are applied to the RF for implementing the classification of fault patterns. Two cases are studied based on the experimental data of bearing and hydraulic pump fault diagnosis, in which the proposed method can achieve 98.22 % and 98.75 % of diagnosis rate respectively. Compared with the pear methods, the proposed approach exhibits the best performance. The results validate the effectiveness and superiority of the present method.
A fault diagnosis method for a practical engineering application based on CEEMD and ELM
Authors: Chen Jiayu , Fu Hongyong , Wang Yang , Zhou Dong
Published: May 2017

Fault diagnosis of rotating machinery is of great significance in preventing catastrophic accidents and beneficially guaranteeing sufficient maintenance, which attracted a large number of researches to propose different diagnostic methods. However, different from the ideal state in laboratory, in practical engineering applications, the quality of collected vibration signals is vulnerable to environment and conditions and tends to be uneven, which lead to difficulties in accurate fault diagnosis. Concentrating on the signals with characteristics of poor quality, high noise and weak separability in the practical engineering applications, this paper proposes a CEEMD and ELM based fault diagnostic method. The proposed method contains four major steps: Row data acquired, feature extraction based on CEEMD and SVD, fault diagnosis based on ELM and calculation of total accuracy. At last, the proposed method is applied to a practical engineering application, fault diagnosis of a centrifugal pump. Results achieve a better fault recognition rate than the peer methods, which verifies the effectiveness and feasibility of the proposed method.
Fiber composites for car seats
Authors: Dvorak Martin , Martonka Rudolf , Syrovatkova Martina
Published: May 2017

Currently there is an effort to replace conventional construction materials – steel, by new modern materials. Ones of the new modern material we can include fiber composites materials. Basic fiber composite materials are composite with fibers of glass, carbon or linen. These types of composites are used in construction of car by their useful properties. Linen composites are used in interior of car for upholstery. Glass or carbon composites are used in the body part of car as bumper, mudguards, and door sections. Next possibility is used carbon fiber composites in construction of car seat. In the case of material replacement, it is necessary to compare the basic mechanical properties between the conventional material and the new material. Due to the anisotropic properties of fibrous composites, it is necessary to compare mechanical properties by experimental method on shape-like samples with real car seat parts. This article describes comparison mechanical properties of steel and carbon fibers composites on the specimen of the tube with circle and rectangle profile
Effects of bolt slippage on the wind induced responses of transmission tower line system
Authors: Zhao Xiuzhen , Chen Haibo , Ye Min , Huang Yingqing
Published: May 2017

The wind induced responses of transmission tower line system are studied by finite element method. Firstly, a slip model considering eccentricity and bolt joint slippage in diagonal bracings, tower legs and tower head is built by ANSYS. The slip model has a more accurate result compared with conventional models. Secondly, the finite element models of tower line systems are established and the wind speed time histories are simulated using MATLAB. Finally, the wind induced responses of different tower line systems are studied. The results of a single tower and the tower line systems are compared to study the effects of tower-line coupling effects and bolt slippage on wind induced responses of transmission tower line systems.
Experimental HALTs with sine-on-random synthesized profiles
Authors: Troncossi Marco , Rivola Alessandro
Published: May 2017

In several applications, certain components must be designed to withstand the fatigue damage induced by dynamic loads due to vibrations. Highly Accelerated Life Tests (HALTs) by means of vibration qualification can be performed for the most critical ones. The proper synthesis of test profiles, which starts from the real environment vibrations and which preserves both the fatigue damage potential and the signal characteristics of the excitation, is important to obtain reliable results. A special kind of vibration excitation is the so-called Sine-on-Random (SoR), i.e. sinusoidal contributions superimposed to random vibrations, particularly significant for systems where rotating parts are present. A methodology was previously proposed to synthesize SoR test profiles for HALTs, starting from reference measured vibrations. The present paper illustrates the experimental campaign carried out to verify the effectiveness and the accuracy of the proposed method.
A new type flexible transmission mechanism used in ocean energy converters
Authors: Zhang Jian , Liu Yanjun , He Tongtong , Liu Jingwen , Xie Yudong
Published: May 2017

Traditional contact seal is usually used in rotating parts of ocean energy converters. It is hard to avoid leakage, and with the increase of working time, the leakage becomes serious, which will make ocean energy converters fail to work. In the paper, a new type isolation transmission mechanism, which is permanent magnetic coupling, replaces the traditional contact seal and achieves absolute seal of the rotating parts and longtime operation of ocean energy converters. This paper introduces permanent magnetic coupling into ocean energy converters and uses the equivalent magnetic charge theory to analyze the influence of magnet pole-pairs number on the transmitted torque of permanent magnetic coupling. The relationship between permanent magnetic coupling transmitted torque and magnet pole-pairs number is obtained. The paper is conducive to the promotion of using permanent magnetic coupling in ocean energy converters.
Hydropolitics and hydropolitical dynamics between India and Nepal: an event-based study
Authors: Rai Subash P. , Wolf Aaron T. , Sharma Nayan
Published: May 2017

India and Nepal not only share common borders and cultures, but also share precious freshwater sources, i.e., rivers. Rivers have been discussed often in the political corridors because they cross international borders, which transform water reserves into a competitive resource and lead to hydropolitical dynamics between riparian countries. Nepal and India are two of the major riparian nations that share the mighty and complex Ganges Basin. The objective here was to study the more-than-a-century-old hydro-diplomacy between India and Nepal, passing through tumultuous political scenarios to understand how water relations have been shaped and reshaped with time. For this, a database of historical individual events/actions of water cooperation and conflict from 1874 to 2014 was compiled. These events/actions were ranked by intensity, using precise definitions of conflict and cooperation as suggested by the Transboundary Freshwater Dispute Database under the Basins at Risk project formulated at Oregon State University. Statistical analyses indicated cooperative events greatly outnumbered conflictive events. Out of 351 events, only 4% were conflictive, 92% were cooperative, and the remaining 4% were neutral. The study revealed an abundance of cooperative events; however, when seen through the lens of conflict-cooperation levels, the findings indicated a moderately positive cooperation, without much concrete action.
Oily wastewater treatment by adsorption–membrane filtration hybrid process using powdered activated carbon, natural zeolite powder and low cost ceramic membranes
Authors: Rasouli Yaser , Abbasi Mohsen , Hashemifard Seyed Abdollatif
Published: May 2017

In this research, four types of low cost and high performance ceramic microfiltration (MF) membranes have been employed in an in-line adsorption–MF process for oily wastewater treatment. Mullite, mullite-alumina, mullite-alumina-zeolite and mullite-zeolite membranes were fabricated as ceramic MF membranes by low cost kaolin clay, natural zeolite and α-alumina powder. Powdered activated carbon (PAC) and natural zeolite powder in concentrations of 100–800 mg L−1 were used as adsorbent agent in the in-line adsorption–MF process. Performance of the hybrid adsorption–MF process for each concentration of PAC and natural zeolite powder was investigated by comparing quantity of permeation flux (PF) and total organic carbon (TOC) rejection during oily wastewater treatment. Results showed that by application of 400 mg L−1 PAC in the adsorption–MF process with mullite and mullite-alumina membranes, TOC rejection was enhanced up to 99.5% in comparison to the MF only process. An increasing trend was observed in PF by application of 100–800 mg L−1 PAC. Also, results demonstrated that the adsorption–MF process with natural zeolite powder has higher performance in comparison to the MF process for all membranes except mullite-alumina membranes in terms of PF. In fact, significant enhancement of PF and TOC rejection up to 99.9% were achieved by employing natural zeolite powder in the in-line adsorption–MF hybrid process.
Biosurfactant rhamnolipid enhanced modification of corn stalk and its application for sorption of phenanthrene
Authors: Tong Le , Liu Weiting , Lin Weijia , Guo Chuling , Yang Jing , Wei Yanfu , Xie Yingying , Liu Shasha , Dang Zhi
Published: May 2017

The application of modified agricultural wastes for removing polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) from water is gaining a growing interest. However, most modified methods using synthetic chemicals may cause secondary pollution. To overcome this limitation, in this study, a rhamnolipid modified corn stalk (RL-CS) for the removal of phenanthrene (PHE) from aqueous solution was prepared using a rhamnolipid-enhanced acid modification method. RL-CS with higher surface area and lower polarity exhibited higher PHE removal efficiency than that of raw corn stalk (RCS). The adsorption kinetics of RL-CS fitted well with pseudo-second-order kinetics (R2 > 0.999). Sorption coefficients and carbon-normalized sorption coefficient of RL-CS were 4.68 and 2.86 times higher than that of RCS. Sorption process of RL-CS was nonlinear. Meanwhile, the sorption was an exothermic process and could occur spontaneously. The present study demonstrated that biosurfactant-modified biosorbent RL-CS may be of great potential for the removal of low concentrations of PAHs from the contaminated waters.
Effect of SBR feeding strategy and feed composition on the stability of aerobic granular sludge in the treatment of a simulated textile wastewater
Authors: Franca R. D. G. , Ortigueira J. , Pinheiro H. M. , Lourenço N. D.
Published: May 2017

Treatment of the highly polluting and variable textile industry wastewater using aerobic granular sludge (AGS) sequencing batch reactors (SBRs) has been recently suggested. Aiming to develop this technology application, two feeding strategies were compared regarding the capacity of anaerobic–aerobic SBRs to deal with disturbances in the composition of the simulated textile wastewater feed. Both a statically fed, anaerobic–aerobic SBR and an anaerobic plug-flow fed, anaerobic–aerobic SBR could cope with shocks of high azo dye concentration and organic load, the overall chemical oxygen demand and color removal yields being rapidly restored to 80%. Yet, subsequent azo dye metabolite bioconversion was not observed, along the 315-day run. Moreover, switching from a starch-based substrate to acetate in the feed composition deteriorated AGS stability. Overall, the plug-flow fed SBR recovered more rapidly from the imposed disturbances. Further research is needed towards guaranteeing long-term AGS stability during the treatment of textile wastewater.
A Review of the Implementation of JIT Algorithms and Models in Production Systems
Authors: Ezema Chukwuedozie N. , Okafor Eric C. , Hyacinth Inyiama C
Published: May 2017

Intense competition in today’s economy, the shrinking life cycles of products, and the heightening expectations of customers have forced business enterprises to focus their attention on correctly arranging and controlling their production and supply chain systems. Thus, manufacturing firms/industries adopt JIT techniques to enjoy competitive advantage. In this paper, a literature review is presented to show the important applications of JIT Algorithms and Models in Production Systems. The purpose of this step is to review the results obtained from the implementation and to provide the practical recommendations for further improvement. This will help reveal practical issues encountered in the implementation. All these issues should become main concerns if the manufacturing Plant wants to get maximum benefits from the JIT implementation. This study bridged a research gap by identifying a framework for re-design of manufacturing systems into practical optimum Just-In-Time systems. The conventional JIT approach is mostly applicable to static production systems and the dynamic production systems require a more practical integrated JIT approach.
Water and Sanitation Practices and Health: A Study on the Tea Garden Workers in Moulvibazar District, Bangladesh.
Authors: Mahmud Md. Shohel , Rajath D Vinay , Jahan Mst. Nusrat
Published: May 2017

Access to safe drinking water and hygienic sanitation facilities are extremely important for a healthy life. Without these, a healthy, sound and harmonic life is impossible. In many countries around the world, especially underdeveloped and developing countries, access to safe drinking water and hygienic sanitation facilities aren’t satisfactory.The present paper tries to find out the water and sanitation practices and their health-related impacts on the tea garden workers. This study focused on the two areas of Moulvibazar District, Alinagar and Madhabpur, two of the most tea gardens brimming areas in Bangladesh.The data were collected from 60 households (30 from each area). The study observes: in both of the areas, people use open defecation or very unhygienic latrines and dependent on the open and unsafe sources of water. This paper analyzes the impact of these conditions on the health of the tea garden workers.
XV Международная конференция "Термоэлектрики и их применения --- 2016", Санкт-Петербург, 15-16 ноября 2016 г. Низкотемпературный транспорт в моносилициде кобальта и сплавах на его основе
Authors: Бурков А.Т. , Новиков С.В. , Зайцев В.К. , Рейсс Х.
Published: May 2017

Представлены результаты экспериментального исследования электрического сопротивления и термоэдс моносилицида кобальта (CoSi) и разбавленных сплавов CoSi с железом при температурах 2-370 K. CoSi является полуметаллом и рассматривается как перспективный термоэлектрический материал. Соединения кристаллизуются в кубическую структуру без центра инверсии. Отсутствие центра инверсии указывает на возможность существования топологически нетривиальных электронных состояний, и делает CoSi кандидатом в класс полуметаллов Вейля. Основной задачей исследования являлся поиск экспериментальных подтверждений принадлежности CoSi к этому классу. В работе показано, что экспериментальные температурные зависимости электрического сопротивления и термоэдс CoSi и Co1-xFexSi (x=0.04) при низких температурах не могут быть интерпретированы в рамках стандартной теории проводимости в металлах и, возможно, определяются топологическими особенностями электронной структуры соединения. DOI: 10.21883/FTP.2017.06.44542.01
Эффективная масса плотности состояний и подвижность носителей заряда в гетероэпитаксиальных пленках теллурида висмута и твердых растворах Bi-=SUB=-0.5-=/SUB=-Sb-=SUB=-1.5-=/SUB=-Te-=SUB=-3-=/SUB=-
Authors: Лукьянова Л.Н. , Бойков Ю.А. , Усов О.А. , Данилов В.А.
Published: May 2017

Показано, что коэффициент термоэдс alpha, параметр мощности alpha2sigma и эффективная масса плотности состояний m/m0 в гетероэпитаксиальных пленках твердых растворов Bi0.5Sb1.5Te3 возрастают по сравнению с объемными термоэлектриками. Рост и слабые температурные зависимости этих величин приводят к увеличению параметра материала, пропорционального эффективной массе, подвижности и термоэлектрической эффективности. Характер изменения alpha, alpha2sigma и m/m0 определяется особенностями механизма рассеяния носителей заряда, анизотропией поверхности постоянной энергии и возможным влиянием топологических поверхностных состояний дираковских фермионов в пленках. DOI: 10.21883/FTP.2017.06.44543.02
Расчет теплопроводности наноструктурированного Bi-=SUB=-2-=/SUB=-Te-=SUB=-3-=/SUB=- с учетом реального фононного спектра
Authors: Булат Л.П. , Пшенай-Северин Д.А. , Освенский В.Б. , Пархоменко Ю.Н.
Published: May 2017

Приведены результаты расчета теплопроводности решетки в теллуриде висмута и оценки ее снижения в наноструктурированном материале за счет граничного рассеяния. Расчет проводился с использованием метода решеточной динамики с учетом реального спектра фононов и фонон-фононного взаимодействия. Его результаты хорошо согласуются с экспериментальными данными для кристаллического материала. Оценки для наноструктурированного материала дали снижение теплопроводности на 30% при размерах зерен 20 нм. Проводится сравнение данного метода расчета с расчетами, использующими приближенные методы описания спектра и процессов рассеяния. Показано, что наименьшее отличие в оценках (около 10%) может быть получено при использовании приближения постоянного матричного элемента фонон-фононного рассеяния с коррекцией частотной зависимости для акустических мод. DOI: 10.21883/FTP.2017.06.44544.03
Термоэлектрические свойства InSb в нанопористом стекле
Authors: Урюпин О.Н. , Шабалдин А.А.
Published: May 2017

Получены нанопроволочные структуры антимонида индия, легированного цинком. Эти структуры были сформированы в пористом стекле с характерными размерами пор ~7 нм. Исследованы температурные зависимости электрического кондактанса, термоэдс и вольт-амперные характеристики. Впервые обнаружено увеличение термоэдс антимонида индия в пористом стекле по сравнению с термоэдс массивного материала. DOI: 10.21883/FTP.2017.06.44545.04
Гальваномагнитные свойства тонких пленок Bi-=SUB=-85-=/SUB=-Sb-=SUB=-15-=/SUB=- на различных подложках
Authors: Комаров В.А. , Суслов А.В. , Суслов М.В.
Published: May 2017

Представлены результаты исследования гальваномагнитных свойств тонких блочных пленок Bi85Sb15 на подложках с различным коэффициентом температурного расширения. Выявлено большое влияние различия температурного расширения материала пленки и подложки на гальваномагнитные свойства пленок. Анализ свойств пленок в рамках двухзонной модели показал, что различие свойств пленок на различных подложках связано с изменением концентрации и подвижности носителей заряда. Показано, что для исследованного состава пленок уменьшение коэффициента температурного расширения материала подложки приводит к уменьшению концентрации носителей заряда, что указывает на значительное отличие в изменении зонной структуры пленок по сравнению с изменениями, происходящими при увеличении концентрации сурьмы. DOI: 10.21883/FTP.2017.06.44546.05
Структура термоэлектрических пленок высшего силицида марганца на кремнии по данными электронной микроскопии
Authors: Орехов А.С. , Камилов Т.С. , Ибрагимова Б.В. , Ивакин Г.И. , Клечковская В.В.
Published: May 2017

Проведен сравнительный анализ структурных особенностей пленок высшего силицида марганца, выращенных методом диффузионного легирования монокристаллических подложек кремния парами марганца в запаянной ампуле и проточном кварцевом реакторе при постоянной откачке. Методами растровой электронно-ионной микроскопии и высокоразрешающей просвечивающей электронной микроскопии показано, что в откаченной ампуле формируется однофазная текстурированная пленка высшего силицида марганца. Изменение условий роста со стационарных (ампула) на квазистационарные (реактор) приводит к формированию поликристаллических островков высшего силицида марганца с наноразмерными включениями фазы моносилицида марганца. DOI: 10.21883/FTP.2017.06.44547.06
Синтез и электрофизические свойства термоэлектрического материала на основе Bi-=SUB=-2-=/SUB=-Te-=SUB=-3-=/SUB=-, легированного лантаноидами Er, Tm, Yb и Lu
Authors: Япрынцев М.Н. , Любушкин Р.А. , Соклакова О.Н. , Иванов О.Н.
Published: May 2017

Нанопорошки Bi2Te3 и R0.1Bi1.9Te3 (где R=Er, Tm, Yb, Lu) были получены методом сольвотермально-микроволного синтеза. Порошкообразные материалы компактировали методом холодного изостатического прессования с последующим отжигом в инертной среде аргона. Изучено влияние легирующей добавки редкоземельных элементов на структуру и свойства получаемых материалов. Показано, что введение в решетку теллурида висмута атома редкоземельного элемента (2 ат%) приводит к снижению удельного электрического сопротивления и к росту значений коэффициента Зеебека. Установлено, что в исследованном ряду редкоземельных элементов наилучшие свойства проявляет образец теллурида висмута, легированный тулием. DOI: 10.21883/FTP.2017.06.44548.07
Получение и свойства термоэлектрического материала на основе Zn-=SUB=-4-=/SUB=-Sb-=SUB=-3-=/SUB=-
Authors: Панченко В.П. , Табачкова Н.Ю. , Иванов А.А. , Сенатулин Б.Р. , Андреев Е.А.
Published: May 2017

Проведено исследование влияния условий синтеза на структуру и термоэлектрические свойства материалов на основе антимонида цинка. Рассмотрены вопросы влияния избыточного Zn, режимов искрового плазменного спекания и легирования In на фазовый состав и термостабильность свойств полученного материала. Материал получали методом прямого сплавления компонентов и методом искрового плазменного спекания. Показано, что при определенных режимах искрового плазменного спекания введение избыточного количества Zn и легирование In позволяют получить материал beta-Zn4Sb3 со значением термоэлектрической эффективности ZT~1.47 при температуре 720 K, который показал стабильность свойств в рамках проведенных испытаний. DOI: 10.21883/FTP.2017.06.44549.08
Полупроводниковые сплавы Гейслера на основе Fe
Authors: Ховайло В.В. , Воронин А.И. , Зуева В.Ю. , Середина М.А. , Чаттерджи Р.
Published: May 2017

Дан краткий обзор по современному состоянию исследований полупроводниковых сплавов Гейслера на основе Fe. Наиболее значимым достижением в этой области является повышение термоэлектрической добротности до ZT>1 в соединениях p-типа проводимости на основе Fe(V,Nb)Sb. Наряду с этим соединением растущее внимание уделялось в последние годы исследованию перспективных термоэлектрических материалов на основе сплавов Гейслера Fe2TiZ (Z=Al, Si, Sn) и изучению многофункциональных соединений Fe2MnZ (Z=Al, Si), которые могут представлять интерес и как термоэлектрические материалы, и как магнитные полупроводники с высокой температурой Кюри. DOI: 10.21883/FTP.2017.06.44550.09
Моделирование активированного электрическим полем спекания термоэлектриков
Authors: Булат Л.П. , Новотельнова А.В. , Освенский В.Б. , Тукмакова А.С. , Ережеп Д.
Published: May 2017

С использованием нестационарной компьютерной модели рассмотрен процесс активированного полем спекания составных ветвей термоэлементов. Предложена модификация оснастки. Оснастка асимметричной формы, содержащая изолирующий слой, способствует формированию в образце перепада температур, достигающего нескольких сотен градусов. Проанализировано влияние толщины электроизоляционного слоя на величину осевого и радиального перепадов температур в образцах. Показана возможность понижения радиального температурного градиента. DOI: 10.21883/FTP.2017.06.44551.11
Влияние катионного и анионного замещений в дисульфиде и диселениде вольфрама на электропроводность и термоэдс
Authors: Яковлева Г.Е. , Романенко А.И. , Бердинский А.С. , Кузнецов В.А. , Леднева А.Ю. , Артемкина С.Б. , Федоров В.Е.
Published: May 2017

Исследованы температурные зависимости электропроводности и коэффициента термоэдс для серии образцов W1-xNbxS2, W1-xNbxSe2, WS2-ySey, W1-xNbxS2-ySey при низких температурах. Установлено, что катионное замещение W атомами Nb приводит к увеличению электропроводности и уменьшению коэффициента термоэдс. Анионное замещение S атомами Se приводит к одновременному увеличению электропроводности и коэффициента термоэдс. Наибольшее значение фактора мощности среди изученных образцов имеет материал W0.8Nb0.2Se2. DOI: 10.21883/FTP.2017.06.44552.12
Морфология межслоевой поверхности и микро-рамановские спектры в слоистых пленках топологических изоляторов на основе теллурида висмута
Authors: Лукьянова Л.Н. , Бибик А.Ю. , Асеев В.А. , Усов О.А. , Макаренко И.В. , Петров В.Н. , Никоноров Н.В.
Published: May 2017

В тонких слоистых пленках n-Bi2Te3 и твердых растворов на основе Bi2Te3 исследованы резонансные микро-рамановские спектры и морфология межслоевой ван-дер-ваальсовой поверхности. Установлено влияние состава, толщины, морфологии поверхности и метода получения пленок на относительную интенсивность рамановских фононов, чувствительных к поверхностным топологическим состояниям фермионов Дирака. DOI: 10.21883/FTP.2017.06.44553.13
Полиморфные превращения и термическое расширение кристаллов AgCuSe-=SUB=-0.5-=/SUB=-(S,Te)-=SUB=-0.5-=/SUB=-
Authors: Алыев Ю.И. , Асадов Ю.Г. , Алыева Р.Д. , Джабаров С.Г.
Published: May 2017

Методом высокотемпературной рентгеновской дифрактометрии проведено исследование кристаллов состава AgCuSe0.5(S, Te)0.5. Показано, что состав AgCuSe0.5S0.5 при комнатной температуре состоит из Cu1.96S и AgCuSe. Эти фазы при 695 K превращаются в единую гранецентрированную кубическую фазу, превращение обратимо. Состав AgCuSe0.5Te0.5 при комнатной температуре трехфазный, включает Cu2Te, AgCuSe и кубическую фазу. При 444 K обе орторомбические фазы одновременно превращаются в алмазоподобную кубическую фазу, при превращении кубическая фаза играет роль затравки. Из температурной зависимости параметров решетки рассчитаны коэффициенты теплового расширения существующих фаз в обоих составах по основным кристаллографическим направлениям. DOI: 10.21883/FTP.2017.06.44554.8233
Детектор нейтронов на основе кристаллов TlInSe-=SUB=-2-=/SUB=-, интеркалированных изотопом лития
Authors: Алексеев И.В. , Горемычкин Е.А. , Гундорин Н.А. , Петренко А.В. , Сашин И.Л.
Published: May 2017

Исследовалась возможность увеличения чувствительности детектора нейтронов на основе полупроводника TlInSe2 путем введения в кристалл изотопа лития 6Li. Введение проводилось методом электрохимической интеркаляции из водных и неводных растворов LiCl, а также из расплава эвтектики LiCl-KCl. Показана эффективность интеркалирования электрохимическим методом из раствора LiCl в пропиленкарбонате, проводимого вдоль оси "с" кристалла (вдоль цепочек сильной связи). Достигнутая концентрация введенного лития составила (1-1.2)· 1021 см-3, что примерно вчетверо увеличило чувствительность детектора. Показано хорошее согласие между рассчитанным и фактическим значением чувствительности детектора. DOI: 10.21883/FTP.2017.06.44555.8170
Изучение профиля распределения железа, имплантированного в кремний
Authors: Кожемяко А.В. , Балакшин Ю.В. , Шемухин А.А. , Черныш В.С.
Published: May 2017

Проведена имплантация ионов железа с энергиями 90, 250 кэВ и дозой облучения 1016 см-2 в монокристалл кремния с ориентацией (110). Методом резерфордовского обратного рассеяния в сочетании с каналированием изучены профили распределения внедренной примеси, а также профили распределения радиационных дефектов в кристаллической решетке. Экспериментальные результаты сравниваются с результатами моделирования в программе TRIM. Показано, что при энергии 4.6 кэВ/нуклон средние проективные пробеги совпадают, однако при энергии 1.6 кэВ/нуклон различие составляет 35%. Кроме того показано, что расчет некорректно учитывает дозовую зависимость при энергиях 1.6-4.6 кэВ/нуклон. DOI: 10.21883/FTP.2017.06.44556.8460
Электрофизические свойства кристаллов ZnSe, легированных переходными элементами
Authors: Ницук Ю.А. , Ваксман Ю.Ф.
Published: May 2017

Проведены исследования электропроводности и фотопроводимости кристаллов ZnSe, легированных ионами переходных элементов. Показано, что легирование кристаллов селенида цинка примесями 3d-элементов не приводит к образованию электрически активных уровней этих примесей. Вместе с тем внедрение исследуемых примесей в катионную подрешетку приводит к образованию электрически активных собственных дефектов. Установлено, что кристаллы ZnSe, легированные Ti, V, Cr, Fe, Co, Ni, обладают высокотемпературной примесной фотопроводимостью. Предложены механизмы фотопроводимости в исследуемых кристаллах. По положению первой ионизационной полосы фотопроводимости определены энергии основных состояний 3d2+-ионов в кристаллах селенида цинка. DOI: 10.21883/FTP.2017.06.44557.8448
Моделирование диффузионно-дрейфового транспорта носителей заряда в полупроводниковых слоях с фрактальной структурой в переменном электрическом поле
Authors: Рехвиашвили С.Ш. , Алиханов А.А.
Published: May 2017

На основе дифференциального уравнения в частных производных дробного порядка проведено моделирование диффузионно-дрейфового транспорта носителей заряда в полупроводниковом слое с фрактальной структурой под действием продольного переменного электрического поля. В рамках модели показано, что в слоях с фрактальной структурой имеют место уширение и асимметрия пространственно-временных распределений носителей заряда. При определенных условиях наблюдается эффект удвоения частоты осцилляций заряда во внешнем переменном электрическом поле. DOI: 10.21883/FTP.2017.06.44558.8433
Электронные свойства приповерхностных квантовых ям InGaAs/InAlAs с инвертированным легированием на подложках InP
Authors: Галиев Г.Б. , Клочков А.Н. , Васильевский И.С. , Климов Е.А. , Пушкарев С.С. , Виниченко А.Н. , Хабибуллин Р.А. , Мальцев П.П.
Published: May 2017

Сравниваются электронные транспортные и оптические свойства гетероструктур с приповерхностной квантовой ямой InGaAs/InAlAs при использовании инвертированного (снизу от квантовой ямы) и стандартного (сверху от квантовой ямы) delta-легирования атомами Si. Показано, что при использовании инвертированного легирования происходит увеличение плотности двумерных электронов в квантовой яме по сравнению со стандартным расположением легирующего слоя при идентичных составах и толщинах других слоев гетероструктур. Наблюдаемые особенности низкотемпературного электронного транспорта (осцилляций Шубникова--де-Гааза, эффекта Холла) и спектров фотолюминесценции гетероструктур интерпретированы с помощью моделирования зонной структуры. DOI: 10.21883/FTP.2017.06.44559.8456
Классическое магнетосопротивление двухкомпонентной системы, обусловленное термоэлектрическими эффектами
Authors: Алексеев П.С. , Горный И.В. , Дмитриев А.П. , Качоровский В.Ю. , Семина М.А.
Published: May 2017

Изучен магнетотранспорт в двумерной двухкомпонентной системе, состоящей из электронов и дырок с одинаковыми концентрациями. Из классического кинетического уравнения выведены уравнения баланса, описывающие перенос носителей и тепла. С помощью решения уравнений баланса для образца в форме длинной полосы рассчитаны распределения концентраций и температур носителей, а также плотности электрического тока. В достаточно большом магнитном поле вблизи краев образца формируются области повышенных и пониженных концентраций, температур и потоков носителей, что приводит к нетривиальному положительному магнетосопротивлению. DOI: 10.21883/FTP.2017.06.44560.8474
Влияние примеси самария на структуру и морфологию поверхности халькогенидного стеклообразного полупроводника Se-=SUB=-95-=/SUB=-Te-=SUB=-5-=/SUB=-
Authors: Мехтиева С.И. , Атаева С.У. , Исаев А.И. , Зейналов В.З.
Published: May 2017

Методами рентгеновской дифракции и атомно-силовой микроскопии исследованы структура и морфология поверхности пленок Se95Te5, а также влияние на них легирования самарием. C использованием параметров первого резкого дифракционного максимума (FSDP), наблюдаемого в картинах распределения интенсивности дифракции рентгеновских лучей, определены численные значения параметров локальной структуры, в частности "квазипериод" флуктуаций плотности, длина корреляции, диаметры нанопустот. Кроме того, определены численные значения амплитудных параметров шероховатости поверхности. Установлено, что с увеличением процентного содержания примеси самария наблюдается рост разупорядочения в атомной структуре и рост неоднородностей на поверхности исследуемых пленок. DOI: 10.21883/FTP.2017.06.44561.8228
Первопринципное исследование электронного и колебательного строений тетрагонального диарсенида кадмия
Authors: Басалаев Ю.М. , Копытов А.В. , Поплавной А.С. , Полыгалов Ю.И.
Published: May 2017

Электронный спектр, деформационная электронная плотность и фононные частоты в центре зоны Бриллюэна тетрагонального соединения CdAs2 вычислены из первых принципов на основе метода функционала плотности. Установлено, что кристалл является непрямозонным с шириной запрещенной зоны ~ 1 эВ, что хорошо согласуется с известными оптическими и электрофизическими экспериментальными данными. Изучены особенности образования химической связи в кристалле, обусловленные тем, что атомы мышьяка образуют спиральные цепочки из ковалентных связей As-As, тогда как связь Cd-As является ионно-ковалентной. Вычисленные из первых принципов и в модели Китинга фононные частоты сопоставлены между собой и с экспериментом, выполнен анализ парциональных вкладов атомов Cd и As. DOI: 10.21883/FTP.2017.06.44562.8434
Барьерная гетероструктура n-ZnO/p-CuI на основе электроосажденных в импульсном режиме наномассивов оксида цинка и изготовленных методом SILAR пленок иодида меди
Authors: Клочко Н.П. , Копач В.Р. , Хрипунов Г.С. , Корсун В.Е. , Волкова Н.Д. , Любов В.Н. , Кириченко М.В. , Копач А.В. , Жадан Д.О. , Отченашко А.Н.
Published: May 2017

В качестве перспективной базовой приборной диодной структуры полупрозрачного детектора ближнего ультрафиолетового излучения исследована барьерная гетероструктура p-CuI/n-ZnO. Проведен анализ кристаллической структуры, электрических и оптических свойств электроосажденных в импульсном режиме наномассивов оксида цинка и изготовленных методом SILAR пленок иодида меди, на основе которых создана чувствительная к УФ-облучению в спектральном диапазоне 365-370 нм барьерная гетероструктура n-ZnO/p-CuI. С помощью вольт-амперных характеристик определены шунтирующее сопротивление Rsh· Sc=879 Ом · см2, последовательное сопротивление Rs· Sc=8.5 Ом · см2, коэффициент выпрямления диода K=17.6, высота выпрямляющего барьера p-n-перехода Phi=1.1 эВ, коэффициент идеальности диода eta=2.4. Показано, что при малых напряжениях прямого смещения 0<U<0.15 В имеет место паритетное влияние механизмов рекомбинации и туннельного переноса носителей заряда. При увеличении напряжения выше 0.15 В механизм переноса становится туннельно-рекомбинационным. Значения плотности диодного тока насыщения J0 составили 6.4·10-6 мА · см-2 для механизма рекомбинации и туннельного переноса и 2.7·10-3 мА · см-2 для туннельно-рекомбинационного механизма переноса носителей заряда. DOI: 10.21883/FTP.2017.06.44563.8450
О пределе инжектирующей способности кремниевых p-=SUP=-+-=/SUP=--n-переходов, обусловленном влиянием фундаментальных физических эффектов
Authors: Мнацаканов Т.Т. , Левинштейн М.Е. , Шуман В.Б. , Середин Б.М.
Published: May 2017

С учетом совокупности нелинейных физических эффектов: электронно-дырочного рассеяния, оже-рекомбинации, сужения ширины запрещенной зоны, нелинейной зависимости времени жизни и подвижности носителей от легирования получены аналитические выражения, описывающие зависимости тока утечки p+-n-перехода от уровня легирования p+-области. Показано, что эта зависимость имеет минимум, при котором инжекционная способность перехода максимальна. Проанализирована зависимость положения точки экстремума от основных параметров сильно легированного материала. Полученные результаты позволяют оптимизировать структуру мощных кремниевых приборов и облегчить адекватность оценки численных расчетов. DOI: 10.21883/FTP.2017.06.44564.8403