Electrode poling of cellular polypropylene films with short high-voltage pulses

Recently, piezoelectric cellular polypropylene (PP) was proposed as a new type of quasi-ferroelectric. The observed hysteresis of the charge density as a function of the electric field could be explained as field-dependent charging inside the gas-filled voids. Interestingly enough, the measurable poling behavior of the macroscopic dipoles formed by charges that are trapped at the internal void surfaces is phenomenologically completely identical to the cooperative poling behavior of microscopic molecular dipoles in ferroelectric polymers. Therefore, it can be assumed that charge separation (or charge redistribution) and subsequent trapping in cellular PP is a rather fast switching process. In order to examine the poling dynamics, we developed an experimental setup for pulsed poling. High-voltage pulses with a duration of 45 μs (FWHM) were applied in direct contact to two-side metallized cellular PP films. The pulsed poling yields piezoelectricity in the cellular PP. We study and discuss the dependence of the resulting piezoelectricity on the poling field. We also characterize the charge separation during application of higher electric poling fields of up to -10 kV in direct contact to the two-side metallized films for longer times.

Light-induced electric dipole relaxation in synthetic and natural alexandrite

We present results of thermally stimulated depolarization current (TSDC) measurements in synthetic and natural alexandrite, which show TSDC bands related to the presence of electric dipoles in both types of samples. Synthetic material shows a wide TSDC band with a peak at 179 K, which can be fitted by two distinct relaxing dipole distributions. For natural alexandrite the TSDC band has a maximum around 195 K and can be fitted by three different distributions. Both samples present one of the calculated curves with a peak about 179 K, with activation energy of 0.57 eV and constant relaxation time of 1 × 10-14 sec. Photo-induced TSDC shows that TSDC bands can also be generated by simultaneous application of light and an electric field at 77 K.

Dielectric tunability in (1-x)[Pb(Mg 1/3Nb 2/3)O 3]-xPbTiO 3 ceramics for tunable devices application

The dielectric properties of the 0.65[Pb(Mg 1/3Nb 2/3)O 3]-0.35PbTiO 3 ferroelectric ceramic composition were investigated viewing the capability to be used for tunable microwave applications. The dielectric response has been studied for three selected temperatures (300 K, 370 K and 400 K), below the paraelectric- ferroelectric phase transition temperature, as a function of the applied 'bias' electric field. The obtained dielectric tunability was found to be around 60 %, under an electric field of 19 kV/cm, which makes the studied ceramic composition an excellent candidate for application in the electro-electronic industry, as tunable devices. © 2010 IEEE.

Fault current limiter using transformer and modular device of YBCO coated conductor

In this work, we report on the evaluation of a superconducting fault current limiter (SFCL). It is consisted of a modular superconducting device combined with a short-circuited transformer with a primary copper winding connected in series to the power line and the secondary side short-circuited by the superconducting device. The basic idea is adding a magnetic component to contribute to the current limitation by the impedance reflected to the line after transition of the superconducting device. The evaluation tests were performed with a prospective current up to 2 kA, with the short-circuited transformer of 2.5 kVA, 220 V/660 V connected to a test facility of 100 kVA power capacity. The resistive SFCL using a modular superconducting device was tested without degradation for a prospective fault current of 1.8 kA, achieving the limiting factor 2.78; the voltage achieved 282 V corresponding to an electric field of 11 V/m. The test performed with the combined SFCL (xsuperconducting device + transformer) using series and toroidal transformers showed current limiting factor of 3.1 and 2 times, respectively. The test results of the combined SFCL with short-circuited transformer showed undesirable influence of the transformer impedance, resulting in reduction of the fault current level. © 2002-2011 IEEE.

Structure control of poly(p-phenylene vinylene) in layer-by-layer films by deposition on a charged poly(o-methoxyaniline) cushion

In this paper, we demonstrate that the intrinsic electric field created by a poly(o-methoxyaniline) (POMA) cushion layer hinders the changes in molecular conformation of poly(p-phenylenevinylene) (PPV) in layer-by-layer with dodecylbenzene sulfonic acid (DBS). This was modeled with density functional theory (DFT) calculations where an energy barrier hampered molecular movements of PPV segments when they were subjected to an electric field comparable to that caused by a charged POMA layer. With restricted changes in molecular conformation, the PPV film exhibited Franck-Condon transitions and the photoexcitation spectra resembled the absorption spectra, in contrast to PPV/DBS films deposited directly on glass, with no POMA cushion. Other effects from the POMA cushion were the reduced number of structural defects, confirmed with Raman spectroscopy, and an enhanced PPV emission at high temperatures (300 K) in comparison with the films on bare glass. The positive effects from the POMA cushion may be exploited for enhanced opto-electronic devices, especially as the intrinsic electric field may assist in separating photoexcited electron-hole pairs in photovoltaic devices. © 2013 American Institute of Physics.

Sensor eletro-óptico de tensões elevadas e sua viabilidade para implementação de TP óptico

Pós-graduação em Engenharia Elétrica - FEIS

Estudo de campo elétrico em linha de transmissão utilizando o método dos elementos de contorno

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Aplicação do eletrocapilaridade na manipulação de microgotas

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Ensino de Física para pessoas surdas: o processo educacional do surdo no ensino médio e suas relações no ambiente escolar

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Investigando o efeito de campos elétrico e magnético em um sistema dissipativo pulsante

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Condutividade elétrica e polarização térmica de vidros soda-cal-sílica contendo diferentes cátions tetravalentes

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Estudo da correlação entre propriedades não-ôhmicas, processos de relaxação dielétrica e microestrutura de cerâmicas policristalinas do tipo (Ca IND. 1/4 Cu IND. 3/4)TiO IND. 3

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Preparo, caracterização e aplicação do compósito PTCa (Titanato de chumbo modificado com cálcio)/PEEK (Poliéter éter cetona) como sensor de radiação

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Influência dos defeitos cristalinos nas propriedades dielétricas e não-ôhmicas do 'CA' 'CU IND.3' 'TI IND.4' 'O IND.12'(CCTO)

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Aplicação de métodos teóricos na investigação da transferência auto-consistente de elétrons em nano-retificador orgânico

Neste trabalho apresentamos um estudo teórico da estrutura eletrônica de uma molécula do tipo Doador-dinitrobenzene e um grupo Aceitador-dihydrophenazine (D-A) com pontes poliênicas variando de π = 0 à π = 10. Trata-se de um sistema promissor para o desenvolvimento de retificadores moleculares, que sob dopagem química podem vir a adquirir propriedades elétricas de material condutor. E ainda, sob ação de campo elétrico externo apresenta comportamento equivalente ao de dispositivos usuais, mas com inúmeras vantagens como, por exemplo, tamanho extremamente reduzido e intensa resposta ótica em regime não-linear. Para estudar esse sistema, fizemos otimizações de geometria sistematicamente, levando em conta cálculos de ZINDO/S-CIS (Zerner´s Intermediate Neglect of Differential Orbital/Spectroscopic – Configuration Interaction Single) que utilizam 220 configurações em média. Observamos uma transferência eletrônica calculada por métodos derivados de Hartree-Fock. Nossos resultados mostram uma delocalização bem definida dos Orbitais Moleculares de Fronteira (OMFs) HOMO[LUMO] nos grupos D[A] para molécula com ponte poliênica relativamente grande. Para estruturas com ponte poliênica relativamente pequena o contrário é observado, e uma uniformidade dos OMFs nos terminais DA é verificada. O que indicaria que somente as estruturas com ponte poliênica relativamente grande seriam promissoras pra criação de dispositivos, tendo LUMO como canal de condução. Um estudo detalhado do rearranjo de carga molecular para a mesma estrutura, sob a ação de um campo elétrico externo mostrou que o transporte de carga no grupo D[A] independe do tamanho da ponte poliênica. A voltagem aplicada é intensa o bastante para criar um potencial de saturação para este sistema com grupos DA muito próximos (evidenciando uma região de saturação e uma região de operação para sistemas com pontes pequenas), normalmente presente e sistemas com ponte molecular relativamente grande e nos dispositivos semicondutores macroscópicos. Acreditamos que o OMF LUMO desempenha um papel importante no que diz respeito ao transporte de carga em estruturas relativamente grandes, seguido de falhas em estruturas moleculares onde o grupo D está muito próximo do A. Nossos resultados mostram que temos um retificador molecular que pode trabalhar corretamente como um retificador macroscópico.