Academic literature on the topic 'Dielectricos de alta permitividad'

En este trabajo se presenta el efecto de la sustitución parcial de Ba2+ por cationes de Ca2+ en el BaTiO3 sobre las propiedades dieléctricas y la temperatura de Curie ferroeléctrica. La síntesis se realizó mediante molienda mecánica de alta energía durante 5 horas. Los polvos obtenidos fueron compactados uniaxialmente y sinterizados durante 4 h a 1100 °C. Por medio de difracción de rayos X (DRX) se encontró una fase tetragonal de BaTiO3, sin la presencia de fases secundarias. La variación de la permitividad relativa en función de la temperatura muestra un incremento en la temperatura de transición ferroeléctrica para la muestra con x=0.05. La permitividad relativa incrementa para las muestras dopadas, lo cual se atribuye modificaciones estructurales de los sitios octaédricas del Ti4+, debido a las diferencias en tamaños entre Ca2+ and Ba2+. La adición de calcio en la estructura de BaTiO3 favorece la formación de vacancias de oxígeno, modificando el proceso de relajación dieléctrico e incrementando la conductividad eléctrica.

Este trabajo propone un sistema de medición de riesgo en zonas de desprendimiento de tierra con tecnología SDRadar. El prototipo fue desarrollado en un ambiente de laboratorio en la ESPOCH de Ecuador, con la utilización de una USRP B210 que trabaja a 5 GHz, se ha incluido dos amplificadores ZJL6G+ en cascada con 20dB de ganancia total para mejorar la potencia total del sistema. En la etapa de mediciones, se usaron 3 muestras de distinto material con diferentes niveles de humedad para determinar el riesgo en diversas condiciones. Estos materiales fueron macadam, tierra y arena. En dependencia de sus niveles de humedad, los riesgos oscilan entre valores máximos y mínimos, dónde una alta humedad conlleva a un alto riesgo y viceversa. El macadam fue el mejor material para un área de derrumbe debido a que presenta un menor índice de permitividad, esto da como resultado el menor riesgo. Los resultados fueron procesados para obtener los valores de reflexión y permitividad de los materiales y fueron guardados en una base de datos para analizar y determinar los niveles de riesgo, mediante simulaciones de desprendimientos de tierras como función del nivel de humedad.

Los materiales multiferroicos presentan simultáneamente ordenamiento ferroeléctrico y ferromagnético, lo cual hace que sean de gran interés tecnológico. Sin embargo, sólo se conoce un material monofásico con características multiferroicas a temperatura ambiente, la ferrita de bismuto (BiFeO3). Una alternativa a materiales monofásicos, es el desarrollo de materiales multiferroicos bifásicos, con una fase ferromagnética y otra ferroeléctrica. En el presente trabajo se reporta la caracterización multiferroica (magnética y dieléctrica) del compósito 0.8BaTiO3-0.2CoFe2O4, obtenido mediante molienda de alta energía asistida con tratamiento térmico. Se mezclaron proporciones adecuadas de BaTiO3 con CoFe2O4 mediante molienda de alta energía, empleando un molino SPEX 8000D durante dos minutos, con una relación bolas-polvo de 60:1 y atmósfera oxidante (aire). La mezcla se compactó uniaxialmente a 800 MPa y posteriormente, se llevó a cabo un proceso de sinterización a 1300 ˚C durante 2 h. Los resultados de DRX confirman la presencia de ambas fases puras, BaTiO3 y CoFe2O4, sin evidencia de interacción química entre ellas. La caracterización dieléctrica muestra un comportamiento típico de un material ferroeléctrico con una permitividad relativa de 45 a 1 MHz. El análisis mediante magnetometría de muestra vibrante muestra un comportamiento ferrimagnético, propio de la ferrita de cobalto, con la particularidad de que exhibe una magnetización menor (11.5 emu/g), debido a la proporción de ferrita presente en el compósito. Los resultados dieléctricos y magnéticos demuestran el carácter multiferroico del compósito.

Contexto: Este artículo analiza la efectividad de apantallamiento electromagnético de varias estructuras de concreto en función de la variación del grosor y el contenido o nivel de humedad (NH) para un rango de frecuencias definido. Método: El estudio se fundamenta en la implementación de simulaciones en dos dimensiones (2D) usando un software basado en el método de elementos finitos (FEM) y se desarrolló a partir de un conjunto de valores obtenidos de la aplicación de modelos matemáticos para medios dieléctricos. Inicialmente, se caracterizan las propiedades eléctricas complejas de las estructuras (permitividad dieléctrica y conductividad) aplicando el modelo matemático de Jonscher de tres variables. Posteriormente, se evalúan dichas propiedades sobre diferentes estructuras de concreto para un rango de frecuencias determinado. Resultados: Se observó que el blindaje electromagnético ofrecido por el concreto aumenta cuando se incrementa el NH y el grosor de las estructuras. Adicionalmente, las pruebas evidencian que las pérdidas de energía por absorción son mayores en comparación con los demás tipos de pérdidas analizadas en el estudio. Conclusiones: Luego de la investigación se puede afirmar que modelo electromagnético de Jonscher ofrece una buena respuesta al ser aplicado a las propiedades eléctricas complejas del concreto en un rango de frecuencia desde 250 MHz hasta 700 MHz. Asimismo, al variar el grosor y el NH en las estructuras analizadas, se evidenció un aumento en la efectividad de apantallamiento electromagnético total. Debido a que el concreto es un medio dieléctrico imperfecto, las pérdidas de energía por reflexión son bajas comparadas con las pérdidas de absorción y de múltiples reflexiones. Aun así, este material estructural puede ser usado como apantallamiento natural contra perturbaciones electromagnéticas radiadas en la banda de UHF. Agradecimientos: Este trabajo fue posible gracias al soporte y asesoría del Grupo de compatibilidad e interferencia electromagnética (GCEM-UD) de la Universidad Distrital Francisco José de Caldas.

El crecimiento exponencial de la industria electrónica ha sido impulsado por un aumento en la densidad de transistores complementarios metal-óxido-semiconductor (CMOS). Pero la tecnología de transistores basada en Silicio está cerca de los límites físicos de la miniaturización, amenazando con acabar con la revolución microelectrónica. Actualmente, se están realizando importantes avances tecnológicos en cuanto a una nueva generación de dispositivos basados en una combinación inteligente de materiales seleccionados. En este trabajo se estudia el desgaste y ruptura de dispositivos MOS basados en óxidos multicapa de alta permitividad. Los resultados experimentales sugieren que el uso de óxidos con alta conductividad térmica tiene un fuerte impacto en la dinámica de ruptura de los dispositivos

La industria micro y nanoelectrónica requiere de múltiples líneas de investigación para la introducción de continuas mejoras en los dispositivos en términos de rendimiento, funcionalidad y escalabilidad. Una de estas mejoras se centra en la idea de utilizar el fenómeno de la ruptura dieléctrica como principio de operación de dispositivos electrónicos. Esta idea ha generado mucho interés recientemente, especialmente en el campo de las memorias no volátiles. Así, la investigación realizada a lo largo de esta tesis doctoral gira en torno a la ruptura dieléctrica de óxidos de alta permitividad y la posterior conducción filamentaria observada en capacidades metal-aislante-semiconductor (MOS) y metal-aislante-metal (MIM). En concreto, este trabajo se ha centrado en el estudio de tres principales objetivos que han concluido con la publicación de varios artículos, los cuales han permitido presentar esta tesis como compendio de publicaciones. Por un lado, se muestran los resultados del estudio realizado en relación con el fenómeno de conmutación resistiva observado en capacidades MOS, poniendo especial interés en el fenómeno de Threshold Switching el cual ha sido analizado en términos del modelo de contacto puntual cuántico. Por otro lado, se describen los resultados obtenidos en relación con el estudio y exploración del efecto de campo sobre caminos de ruptura dieléctrica generados en estructuras MIM planares. Para ello se ha realizado el diseño, simulación, fabricación y caracterización de varios dispositivos específicos cuyas dimensiones críticas son del orden de pocos nanómetros. De la caracterización de estas estructuras se han obtenido resultados que muestran indicios del efecto de campo sobre dichos caminos. Por último, se analiza la estadística espacial y temporal de múltiples caminos de ruptura observados en el electrodo superior de capacidades MOS y MIM obtenidos a partir del estrés eléctrico aplicado sobre las mismas. En este sentido, se han desarrollado tres métodos de análisis de distribuciones estadísticas para detectar posibles desviaciones respecto a un proceso aleatorio espacial completo: el primero basado en las distancias entre filamentos vecinos de orden k; el segundo relacionado con la caracterización espacio-temporal de los filamentos; y por último un método en el que se han desarrollado expresiones para el estudio de las distribuciones estadísticas de las distancias y ángulos de los spots en relación a un punto fijo asociado a la punta de inyección de carga utilizada para la generación de los eventos.
Micro and nanoelectronics industry requires multiple lines of research for introducing continuous improvements in electronic devices in terms of performance, functionality and scalability. One of these improvements focuses on the idea of using the dielectric breakdown phenomenon as a principle of operation of these devices. This idea has generated much interest recently, especially in the field of non-volatile memories. Thus, the research done in this thesis focuses its attention around the dielectric breakdown phenomena and the subsequent filamentary conduction observed in metal-oxide-semiconductor (MOS) and metal-insulator-metal (MIM) devices with high dielectric permittivity. Specifically, this work focuses on the study of three main objectives which have resulted in the publication of several articles and this has allowed presenting the thesis as a compendium of publications. The study shows results in relation to the resistive switching phenomenon observed in MOS devices, with particular interest in the phenomenon of Threshold Switching described in terms of the quantum point contact model. Furthermore, results regarding the study of the field-effect on dielectric breakdown paths generated in planar MIM structures are also described. With this goal, it is shown the design, simulation, fabrication and characterization of several devices whose critical dimensions are in the order of a few nanometers. The characterization of these structures shows preliminary results that point in the direction of the expected field effect. Finally, the spatial and temporal statistics of multiple breakdown paths, observed in the top electrode of MOS and MIM capacitors as a result of the applied electrical stress, is analyzed. Three methods were developed to analyze statistical distributions for detecting possible deviations from a complete spatial random process. One is based on the distances between neighboring filaments of order k; the second one concerns the spatio-temporal characterization of the observed filaments; and finally a method is presented, in which expressions have been developed, for the study of the statistical distributions of the distances and angles of the spots relative to a fixed point, which is associated with the charge injection point used in the generation of events.