1,721,071 research outputs found
Phase-field modeling of domain evolution in ferroelectric materials in the presence of defects
Full text linkThe properties of ferroelectric devices are strongly influenced, besides crystallographic features, by defects in the material. To study this effect, a fully coupled electromechanical phase-field model for 2D ferroelectric volume elements has been developed and implemented in a Finite Element code. Different kinds of defects were considered: holes, point charges and polarization pinning in single crystals, as well as grain boundaries in polycrystals, without and with additional dielectric interphase. The impact of the various types of defects on the domain configuration and the overall coercive field strength is discussed in detail. It can be seen that defects lead to nucleation of new domains. Compared to the energy barrier for switching in an ideal single crystal, the overall coercive field strength is significantly reduced towards realistic values as they are found in ferroelectric devices. Also the simulated hysteresis loops show a more realistic shape in the presence of defects
The 3‐method for thermal conductivity measurements in a bottom heater geometry
No full textIn this article, we investigate a bottom heater geometry configuration for the 3 omega-method, to determine the thermal conductivity of bulk-like materials and thin covering layer materials. By finite element simulations, the temperature oscillations due to AC Joule heating are calculated in the time domain. Based on these calculations an understanding is developed for the dependence of the temperature amplitude on thermal conductivity and the chosen geometries. Since no closed form solution exists for these configurations, we developed a new evaluation methodology in order to identify the thermal conductivity of the investigated material. We discuss the determination of the cross-plane thermal conductivity of materials in bulk and thin film geometries and verify the obtained result by an experiment, where a SrTiO3 thin film is deposited on top of a Pt heater. (C) 2016 WILEY-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim'Deutsche Forschungsgemeinschaft' (German Research Foundation) [1386
On the simulation of the hysteresis loop of polycrystalline PZT thin films
No full textWe investigate experimentally and numerically the polarization hysteresis loop of a PZT thin film utilized in MEMS actuators. A fully coupled electromechanical phase-field technique is employed for the numerical prediction part, starting from a simplified model of the thin film proposed on the basis of several experimental evidences. It is shown that polycrystalline nature of the film plays a fundamental role. In particular the simulations demonstrate that grains with dielectric interfaces and stochastic orientation of the crystallographic directions have a significant impact on the overall hysteresis loop
Pulse length and amplitude dependent resistive switching mechanisms in Pt-Pr0.67Ca0.33MnO3-Pt sandwich structures
No full textWe report here on the presence of two different nonvolatile resistive switching mechanisms in Pt-Pr0.67Ca0.33MnO3-Pt sandwich structures based on pulsed electrical transport measurements. As a function of pulse length, amplitude and temperature, the devices show two different switching regimes. The first is positive switching (PS) where a high resistance state (HRS) evolves at positive bias at the top electrode in the voltage range of U approximate to 0.5-1.2 V and pulse lengths t(p) approximate to 10(-7) s. In addition, we observe a cross over to negative switching (NS) for U > 1 V and t(p) approximate to 10(-3) s. Here, the HRS evolves at negative bias applied at the top electrode. We present strong evidence that both switching mechanisms take place at the interface between Pr0.67Ca0.33MnO3 and the top electrode. Based on finite element simulations of the temperature evolution during the electrical pulses, we show that the onset of Joule heating is characteristic of the PS regime, whereas drastic temperature increases of several hundred Kelvin evolve during NS. Based on the observed different timescales, pulse amplitudes and temperature dependences of PS and NS, respectively, we suggest that two different switching mechanisms are involved: a fast, short range exchange of oxygen at the interface with the metallic electrode for PS and a slower, long range redistribution of oxygen in the entire PCMO film for the NS.Open Access Publikationsfonds 201
Going Beyond Counting First Authors in Author Co-citation Analysis
Full text linkThe present study examines one of the fundamental aspects of author co-citation analysis (ACA) - the way co-citation
counts are defined. Co-citation counting provides the data on which all subsequent statistical analyses and mappings
are based, and we compare ACA results based on two different types of co-citation counting - the traditional type that
only counts the first one among a cited work's authors on the one hand and a non-traditional type that takes into
account the first 5 authors of a cited work on the other hand. Results indicate that the picture produced through this non-traditional author co-citation counting contains more coherent author groups and is therefore considerably clearer. However, this picture represents fewer specialties in the research field being studied than that produced through the traditional first-author co-citation counting when the same number of top-ranked authors is selected and analyzed. Reasons for these effects are discussed
Modellierung der Mechanik und der effektiven Transporteigenschaften von partikulären Kathoden sowie deren Einfluss auf die elektrochemische Performance von Lithium-Ionen-Batterien
Full text linkIn der vorliegenden Arbeit werden Lithium-Ionen-Batterien numerisch untersucht. Der Einfluss des Kalandrierens einer Elektrode auf die mechanisch induzierten Änderungen in der Mikrostruktur und die resultierende Performance einer Zelle sind dabei im Fokus. Der Einfluss variierender Partikelformen sowie plastischer Materialeigenschaften wird analysiert. Entscheidend hierbei ist die Bestimmung der effektiven Transporteigenschaften, die die Performance einer Batterie maßgeblich beinflussen
Variations on the Author
Full text link“Variations on the Author” discusses two of Eduardo Coutinho’s recent films (Um Dia na Vida, from 2010, and Últimas Conversas, posthumously released in 2015) and their contribution to the general question of documentary authorship. The director’s filmography is characterized by a consistent yet self-effacing form of authorial self-inscription: Coutinho often features as an interviewer that rather than express opinions propels discourses; an interviewer that is good at listening. This mode of self-inscription characterizes him as an author who is not expressive but who is nonetheless markedly present on the screen. In Um Dia na Vida, however, Coutinho is completely absent form the image, while Últimas Conversas, on the contrary, includes a confessional prologue that moves the director from the margins to the center of his films. This article examines the ways in which these works stand out in the filmography of a director who offers new insights into the notion of cinematic authorship
Appropriate Similarity Measures for Author Cocitation Analysis
Full text linkWe provide a number of new insights into the methodological discussion about author cocitation analysis. We first argue that the use of the Pearson correlation for measuring the similarity between authors’ cocitation profiles is not very satisfactory. We then discuss what kind of similarity measures may be used as an alternative to the Pearson correlation. We consider three similarity measures in particular. One is the well-known cosine. The other two similarity measures have not been used before in the bibliometric literature. Finally, we show by means of an example that our findings have a high practical relevance.information science;Pearson correlation;cosine;similarity measure;author cocitation analysis
Mechanisms of Structure Evolution During Metal Deposition in Lithium- and Sodium-Metal Batteries
Full text linkMetallanoden können die Energiedichte von Lithium- und Natrium-Ionen-Batterien deutlich erhöhen. Allerdings verhindern Sicherheitsbedenken bisher die Kommerzialisierung von Lithium-Metall-Batterien. Zellen mit Metallanoden haben typischerweise einen geringen Coulomb-Wirkungsgrad und neigen, während des Ladens, zur dendritischen Abscheidung, was zu einem Kurzschluss der Zelle führen kann. In der Literatur gibt es viele Modelle für die Metallabscheidung, allerdings sind die beschriebenen Mechanismen für das Wachstum von Dendriten häufig widersprüchlich und daher umstritten. Trotz jahrzehntelanger Forschung, ist es folglich wichtig, weitere Erkenntnisse über Wachstumsmechanismen zu gewinnen. Natrium ist eine Alternative zu Lithium, da es grundlegend ähnliche Eigenschaften hat, aber deutlich häufiger vorkommt und es daher günstiger ist. Das Ziel dieser Arbeit ist ein besseres Verständnis der Metallabscheidung von Lithium in flüssigen Batterieelektrolyten und der Vergleich der Elektrodeposition von Lithium und Natrium.
Als experimentelle Methode wurde die operando-Lichtmikroskopie genutzt, um Erkenntnisse über die grundlegenden Mechanismen der Lithiumabscheidung zu gewinnen. Im Vergleich zu röntgen- oder elektronenbasierten Verfahren beeinflusst sichtbares Licht die lokale Elektrochemie kaum. Daher ist die Lichtmikroskopie sehr vorteilhaft für die operando-Beobachtung der Metallabscheidung in flüssigen Elektrolyten. In einigen früheren Forschungsarbeiten zur Untersuchung der Lithium- oder Natriumabscheidung wurde die Lichtmikroskopie verwendet, um Übersichtsbilder aufzunehmen, ohne auf höchste Auflösungen abzuzielen. Damit konnten einige Mikrometer große Objekte aufgelöst werden. Für die vorliegende Arbeit wurde ein Messaufbau entwickelt, welcher Lichtmikroskopie nahe am physikalischen Auflösungslimit in Kombination mit der schnellen Aufnahme von Fokusstapeln für Bilder mit erweiterter Schärfentiefe ermöglicht. So können Details der wachsenden Strukturen beobachtet werden, die bei niedrigerer Auflösung oder geringer Schärfentiefe typischerweise übersehen werden. Das beobachtete Volumen ist trotz der optimierten Auflösung relativ groß und es werden statistisch relevante Daten gewonnen. Nach der operando-Lichtmikroskopie konnten die gleichen Abscheidungen im Rasterelektronenmikroskop abgebildet werden, um die abgeschiedene Morphologie im Detail zu untersuchen.
Elektrolyte mit 1 M LiPF_{6} oder 1 M NaPF_{6} in einer Mischung aus Dimethylcarbonat (DMC) und Ethylencarbonat (EC) wurden für den Vergleich der Abscheidung und Auflösung von Lithium und Natrium verwendet. Lithium konnte in diesem Elektrolyten relativ stabil zyklisiert werden, für Natrium war dieser Elektrolyt dagegen quasi unbrauchbar. Dieser Vergleich zeigt, dass vorhandenes Wissen nicht direkt von Lithium auf Natrium übertragen werden kann. In anderen Elektrolytzusammensetzungen war es möglich, das Wachstum einzelner Natriumnadeln zu beobachten. Hierbei wurde erstmalig eindeutig gezeigt, dass Natriumnadeln an der Basis wachsen können. Das beobachtete Wachstum ähnelt früheren Beobachtungen für Lithium deutlich, was darauf hindeutet, dass bei beiden Metallen ein ähnlicher Abscheidemechanismus wirksam ist.
Für ein tieferes Verständnis des grundlegenden Wachstumsmechanismus wurde in den weiteren Experimenten Lithium für die Metallabscheidung verwendet, da hier ein stabileres Verhalten und eine bessere Reproduzierbarkeit zu erwarten ist. Modelle in der Literatur sagen meist Spitzenwachstum voraus, obwohl Experimente typischerweise ein Wachstum an der Basis zeigen. In der vorliegenden Arbeit wurde Lithium bei verschiedenen Raten zwischen −0.05 mA cm^{−2} und −100 mA cm^{−2} abgeschieden, was alle relevanten Raten für praktische Batterieanwendungen abdeckt. In Abhängigkeit von der Stromdichte kommt es zu verschiedenen Wachstumsarten: je nach Rate dominieren Nadeln, Büsche oder schnell wachsende und poröse Büsche die Morphologie der Abscheidungen. Unabhängig davon bestehen diese Abscheidungen aus kleinen kristallinen Nadeln und kleinen Brocken, welche mit steigender Rate Agglomerate bilden und zu einer Lokalisierung der Abscheidung führen. In den durchgeführten Experimenten gibt es kaum Hinweise auf einen Einfluss des Konzentrationsgradienten im Elektrolyten auf die Abscheidung. Bei der höchsten Rate kommt es zu einem starken Anstieg des Überpotentials, was auf eine vollständige Verarmung im Elektrolyten hinweist. Unter solchen Bedingungen wird auf Grundlage der bestehenden Literatur ein klares Spitzenwachstum erwartet. Allerdings zeigen die Experimente weiterhin ein ungerichtetes Wachstum aus dem Inneren heraus. Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass die Sicherheit von Batterien weniger von Transportlimitierungen des Elektrolyten abhängt als vom Verhindern des Wachstums poröser Büsche
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