Registration Number
0825U002472, PhD dissertation
Status
Доктор філософії
Date
01-08-2025
popup.evolution
.
Title
Charge displacement in piezoelectric materials mechanically deformed by an external force
Author
Vitalii M. Zadorozhnii,
popup.head Ruslana M. Balabai
popup.opponent Sergii I. Pokutnyi
popup.opponent Anatoliy S. Opanasyuk
popup.review Andrei V. Voznyak
popup.review Mykola A. Slyusarenko
popup.rada
Kryvyi Rih State Pedagogical University
Description
Метою дослідження є встановлення кореляції між атомною будовою різних матеріалів та їх п’єзоелектричними властивостями, що дозволить ефективний відбір п’єзоелектричних матеріалів та типів механічних впливів на них.
Об’єкт дослідження: п’єзоелектричні матеріали.
Предмет дослідження: п’єзоелектричні властивості двовимірних напівпровідників на основі монохалькогенідів IV групи (GeS, GeSe), наноструктур на основі HfO2, полімерів L-молочної кислоти та нейлону-11 α-фази.
Методи дослідження.
Авторський комплекс комп’ютерних програм, що реалізує молекулярну динаміку за схемою Кар-Паррінелло з квантово-механічним розрахунком сил з використанням методу функціоналу електронної густини і псевдопотенціалу із перших принципів, що дозволяє отримувати достовірні дані за прийнятний час та з прийнятними обчислювальними затратами, має розвинені функціональні можливості відтворення й редагування нанооб’єктів, обчислення електронно-структурних характеристик, їх аналізу та візуалізації, отже, реалізує багатомасштабне моделювання.
Наукова новизна одержаних результатів. У роботі:
- отримані нові дані перерозподілу валентних електронів у плівках монохалькогенідів IV групи з парною кількістю моношарів (центросиметричних) і з непарною кількістю (нецентросиметричних) при механічній дії.
- вперше виконана оцінка інтенсивності п’єзоефекту у наноструктурах у залежності від їх форми. Так, у наноплівках на основі HfO2 спостерігався перерозподіл валентних електронів, що призводив до п’єзоелектричних ефектів, тоді як у нанокластерах HfO2 розподіл електронних зарядів залишався рівномірним як у механічно напруженому так і ненапруженому стані, тобто п’єзоефект не спостерігався;
- набуло розвитку розуміння, що лише один фрагмент полімерного ланцюга (L-молочної кислоти) типу α виявляє зарядову поляризацію підсистем валентних електронів та іонних остовів при механічних деформаціях, а саме, заряд відступає від звисаючих кінців полімерного фрагмента і втягується в його середину;
- вперше визначено, що вплив згинання та стиснення уздовж вуглецевого скелету полімерного волокна (L-молочної кислоти) типу α індукує у волокні більший поляризаційний потенціал ніж скручування;
- набуло подальшого розвитку оцінювання поляризаційного перерозподілу заряду валентних електронів кристалічного полімеру нейлону-11 α фази, котрий призводить до п’єзоелектричних ефектів. Підтверджено, що заряд зосереджено в області міжланцюгової взаємодії, яка не руйнується слабкими деформаціями полімера.
Registration Date
2025-06-24
popup.nrat_date
2025-06-24 / 2026-07-01
