Журнал нано- та електронної фізики (Journal of nano- and electronic physics)
Permanent URI for this collectionhttps://devessuir.sumdu.edu.ua/handle/123456789/197
Browse
8 results
Search Results
Item Reduction of Common-Mode Voltage Using Novel T-Type Multilevel Inverter for EV Application(Sumy State University, 2025) Usha, S.; Vimalraj, C.; Anandhkumar, V.; Thangarajan, K.; Geetha, A.; Geetha, P.Багаторівневі інвертори (MLI) є важливими елементами у системах керування середньо- та високовольтною потужністю. У цій статті представлено нову інверторну схему T-типу, що реалізується за допомогою методу широтно-імпульсної модуляції (PWM). Основними цілями є: отримання п’ятирівневої напруги на виході, зменшення загального модового напруження (Common Mode Voltage, CMV). Запропонована конструкція включає мультистанову (багатопозиційну) комірку перемикання, яка покращує PWMсигнали, що подаються на керуючі входи MOSFET-транзисторів, дозволяючи досягти низького рівня втрат та високої ефективності роботи інвертора. Ключові особливості: Зниження кількості напівпровідникових ключів, Підвищення ефективності та надійності, Зменшення циркуляційних струмів у підшипниках електродвигуна за рахунок зменшеного CMV, що особливо важливо в асинхронних приводах електромобілів. Модель інвертора реалізовано в середовищі MATLAB/Simulink, результати чисельного моделювання підтвердили ефективність і працездатність запропонованої схеми для застосувань середньої потужності та напруги. Нова архітектура T-типу MLI забезпечує економічне, масштабоване та енергоефективне рішення для систем електроприводів.Item 6.6 GHz Single Element 2 x 4 Massive MIMO Antenna in 6G Devices(Sumy State University, 2025) Kumutha, D.; Geetha, P.; Gobi, P.; Tamilarasi, K.; Rajesh, S.; Sivakami, S.Сьогодні технології 6G та масивного MIMO (множинний вхід-множинний вихід) значно покращують бездротовий зв'язок. Традиційні підходи виявилися неефективними у специфікаціях 5G та збільшують перешкоди в антенах MIMO. Дві усічені лінійні ділянки мають наземні характеристики 37,6 мм × 33,4 мм у підкладці та розмір антени 9,2 м, 7,1 мм у верхньому шарі. Пропонується покращити розміри антени 2 × 4 MIMO для 75 мм, 33 мм та 1,6 мм за допомогою специфікації 6G. З центральною частотою 6,6 ГГц, запланований масивний MIMO з 6G регулюється для роботи в діапазоні від 4 до 5,7 ГГц. У цій статті показано максимальне посилення 24,4 дБі та коливання посилення 3,9 дБ на частоті 6,6 ГГц. Використовуючи результати моделювання HFSS для робочої частоти, запропонована система може покращити продуктивність, пропонуючи ізоляцію 16 дБ, спрямованість 4,9 та відносну діелектричну проникність 4,4. Крім того, вставка одноелементної масивної MIMO-антени 2 × 4, яка може виконувати просторове мультиплексування для застосування 6G, призвела до посилення 11,16 дБі з ефективністю випромінювання 86%. Ця конструкція підтримує пристрої 6G, які використовуються для бездротового зв’язку.Item Capturing of Radio Frequency Energy with a Compact Ultra-wideband Patch Antenna(Sumy State University, 2025) Ahmed, Md.F.; Kabir, M.H.У цій статті представлено новий дизайн прямокутної патч-антени, спеціально призначеної для застосування у збиранні радіочастотної (RF) енергії. Конструкція використовує гібридну стратегію (HS), що поєднує прорізаний патч та часткову заземлюючу площину зі структурою дефектного заземлення (DGS). Це інтегрування допомагає оптимізувати погодження імпедансу, мінімізувати коефіцієнт зворотних втрат і покращити загальну продуктивність антени. Антена виготовлена на підкладці FR4 розміром 30 мм x 20 мм, а її компактний патч має розміри 18 мм x мм. Використана підкладка FR4 характеризується тангенсом втрат 0,02, товщиною 0,8 мм і діелектричною проникністю 4,4. Живлення антени здійснюється через мікросмужкову лінію з хвильовим опором 50 Ом. Антена працює на частоті 3,5 ГГц, що входить до надширокосмугового (UWB) діапазону 3,1 – 10,6 ГГц. Проектування та оптимізація антени виконані за допомогою програмного забезпечення HFSS v.15. Результати моделювання демонструють відмінні характеристики антени. Вона забезпечує чудове погодження імпедансу, із зворотними втратами – 29,43 дБ. Антена також має широку смугу пропускання 19,54 ГГц, що робить її придатною для роботи з різними джерелами радіочастотної енергії. Крім того, ефективність передачі потужності є високою, із коефіцієнтом стоячої хвилі (VSWR) 1,0699. Антена ефективно захоплює енергію, забезпечуючи піковий коефіцієнт підсилення 8,7 дБ та фокусовану спрямованість випромінювання, з директівністю 10,21 дБ. Вона ефективно перетворює радіочастотну енергію в електричну, досягаючи коефіцієнта корисної дії (ККД) 96,14%. Компактні розміри антени, а також її виняткові характеристики роблять її придатною для широкого спектру застосувань у бездротовому збиранні енергії.Item Research of Electrophysical Processes in a Silicon Solar Cell with Many Surface Nanoheterojunctions(Sumy State University, 2025) Askarov, M.A.; Imamov, E.Z.; Karimov, Kh.N.На основі досліджень різних електричних проявів і властивостей некристалічного кремнію і кристалічних халькогенідів свинцю в нанорозмірному стані вперше зроблено висновок про мож-ливість створення на їх основі високоефективного сонячного елемента. Продемонстровано, що явища розмноження носіїв і генерації мультиекситонів відіграють значну роль у забезпеченні високої ефективності, завдяки чому можливе значне зниження втрат енергії, пов'язаних з нагріванням сонячного елемента. Визначено залежність ККД сонячного елемента від властиво-стей матеріалів його компонентів. Показано особливості формування контактного поля сонячного елемента та розраховано його електричні параметри. Розраховано внесок поглинання високочастотних фотонів в ефективність сонячної батареї.Item The Quantum Efficiency Roll-off–free Red Organic Light-emitting Diode via Quantum Well Structure(Sumy State University, 2024) Deva, L.R.У роботі описано технологію виготовлення червоних органічних світлодіодів (OLED) на основі структури квантових ям (MQW). Метою дослідження було розробити OLED із застосуванням MQW для запобігання спаду квантової ефективності приладу при високих робочих напругах, що характерно для традиційних OLED, що використовують леговані системи типу "господар-гість". Для цього було виготовлено два типи OLED: з легуючою системою «господар-гість» і структурою MQW, відповідно. У дослідженні порівнювали електричні характеристики обох приладів, приділяючи особливу увагу квантовій ефективності. Для створення нової структури був використаний вузькозонний помаранчевий органічний емітер з термічно активованим уповільненим флуоресцентним випромінюванням (TADF) 2,3,5,6-тетракіс(3,6-дифеніл-9Н-карбазол-9-іл)-1,4-бензолдикарбонітрил (4CzTPN-Ph), розміщений між двома шарами широкозонного напівпровідника mCBP, що дозволило створити квазідвовимірну гетероструктуру (2D). Завдяки впровадженню структури MQW вдалося суттєво знизити спад квантової ефективності при підвищенні напруги, що є значною перевагою в порівнянні з традиційними OLED, де такий спад часто призводить до погіршення продуктивності та зменшення терміну служби приладів. Результати дослідження показали, що OLED зі структурою квантових ям демонструє яскравість, що перевищує 600 кд/м², а також стабільну квантову ефективність протягом усього робочого діапазону напруг. На відміну від традиційних OLED, де леговані системи зазвичай стикаються з проблемою нерівномірного розподілу заряду та енергії, структура квантових ям сприяє кращому утриманню екситонів і ефективнішому їх використанню, що підвищує стабільність приладів. Крім того, використання структури MQW дозволило покращити колірні характеристики OLED, зробивши їх більш насиченими та точними, що важливо для комерційних застосувань, таких як дисплеї та системи освітлення.Item Improving the Performance of CZTS/CZTSSe Tandem Thin Film Solar Cell(Sumy State University, 2024) Hafaifa, L.; Maache, M.; Bouabdelli, M.W.Методом чисельного моделювання з використанням Silvaco-Atlas досліджені параметри тандемних сонячних елементів CZTS/CZTSSe. По-перше, характеристики звичайних CZTS/CdS/ZnO та CZTSSe/CdS/ZnO окремих сонячних елементів із товщиною обох шарів поглинача 360 нм та 3 нм відповідно були досліджені незалежно. Тонкоплівкова комірка CZTS з широкою забороненою зоною та комірка на основі CZTSSe з вузькою забороненою зоною мають ефективність перетворення 11,10 % і 13,76 % відповідно. Це узгоджується з результатами експериментів і моделювання, опублікованими раніше. Крім того, ідентифікується конфігурація тандемної клітини CZTS/CZTSe, яка зберігає ідентичні властивості матеріалу. Отримана висока ефективність перетворення 25,27 %. Товщина адсорбційного шару CZTS верхньої комірки була оптимізована як вирішальний фактор для підвищення продуктивності тандему. Оптимальна товщина, яка збігається з найвищою ефективністю 26,05%, становить 420 нм. Отримані вихідні параметри: Jsc = 28,46 мА/см2, Voc = 1,27 В і FF = 71,83 %. Ці запропоновані результати можуть допомогти в майбутніх дослідженнях і призвести до виготовлення сонячних елементів на основі CZTSSe.Item Design of a High Efficiency Monopole Antenna Array for GPR Application(Sumy State University, 2024) ALtalqi, F.; Mabchour, H.; Echchelh, A.Протягом останніх кількох років програми дистанційного зондування, радари та зображення використовували технологію ультраширокого діапазону (UWB). У роботі представлено параметричне дослідження монопольних антен для систем георадара (GPR). Запланована антена має неповну площину заземлення та дві круглі випромінювальні зони, відомі своїм компактним дизайном, помітним високим коефіцієнтом підсилення та високою ефективністю. Крім того, він забезпечує вигідну пропускну здатність. Запропонована конструкція антени демонструє її придатність для низьких частот, пояснюючи її компактними розмірами та підкреслює вимогу до великої смуги пропускання і високого підсилення для досягнення оптимальної роздільної здатності зображення. У статті описано методологію проектування та моделювання монопольної антени, розробленої спеціально для застосування в георадарах (GPR). У цьому дизайні була використана підкладка Roger RT Duroid 5880, яка характеризується відносною діелектричною проникністю 2,2; висотою h = 1,575 мм і тангенсом втрат 0,0009. Розміри підкладки мініатюрні до 42 мм x 40 мм x 1,575 мм. Результати для антени отримані за допомогою програмного забезпечення технології комп’ютерного моделювання CST. Запропонована антенна решітка демонструє добрі характеристики на робочій частоті 5,6 ГГц, з коефіцієнтом відбиття – 46 дБ, смугою пропускання 1,6 ГГц, коефіцієнтом посилення 8,302 дБ, VSWR = 1.009 і ККД 99,9 %. Отримані результати є висококонкурентоспроможними, що свідчить про те, що запропонована антена має хороші можливості для виконання вимог, пов’язаних із застосуванням георадара (GPR).Item Establishment of the Prospective CZTGS Photovoltaic through the Optimization of Some Device Parameters(Sumy State University, 2024) Adewoyin, A.D.; Adeniji, A.E.; Adewoyin, I.D.; Ajayi, K.F.У даній роботі чисельне моделювання та моделювання тонкоплівкових сонячних елементів CZTGS було виконано за допомогою симулятора ємності сонячних елементів (SCAPS-1D). Структура пристрою AZO/CdS/CZTGS/Mo змодельована за допомогою цієї одновимірної програми моделювання. Базова модель пристрою дала ефективність ƞ = 9,39 %, коефіцієнт заповнення FF = 63,61 %, напругу холостого ходу Voc = 0,86 В і струм короткого замикання Jsc = 17,39 мА/см2. При процесі оптимізації змінюються товщини шару поглинача, концентрації легування та робоча температура пристрою. Оптимальні значення цих параметрів: товщина шару поглинача 2,0 мкм, концентрація легування 1 . 1016 см – 3 при товщині 2,0 мкм і робоча температура 310 К з роботою виходу матеріалу тильного контакту 5,0 еВ. Такі значення нададуть важливу інформацію та вказівки для розробки високоефективної та перспективної фотоелектричної системи CZTGS.