Tato práce se zabývá charakterizací nanovláken na bázi polyvinylidenfluoridu. Zaměření práce je na piezoelektrické vlastnosti vlákna, které jsou studovány metodou piezoelektrické silové mikroskopie. Takto byly měřeny dva typy odlišných vzorků, které se lišily v parametrech výroby. Odlišnosti vláken v jejich fázovém složení byly také zkoumány za využití Ramanovy spektroskopie a infračervené spektroskopie s Fourierovou transformací. Chemická analýza povrchu a jeho stavu proběhla pomocí rentgenové fotoelektronové spektroskopie. Různé uspořádání nanovláken spolu s jejich průřezem bylo pozorováno rastrovacím elektronovým mikroskopem za využití fokusovaného iontového svazku. Rovněž byla zkoumána smáčivost a kontaktní úhel povrchu vzorků s demineralizovanou vodou. Bylo zjištěno, že vyšší rychlost otáček válce během procesu elektrostatického zvlákňování má velmi významný vliv na jejich uspořádání a tím i na parametry ovlivňující tvorbu piezoelektrického jevu a dalších materiálových vlastností.

Im Rahmen dieser Arbeit wurde mit Hilfe von Distinct Element Methode und PFC3D-Programm eine 3D-Modellierung der Formstoffströme bei der Formherstellung, indem es zur Sandverdichtung unter der Vibrationseinwirkung kommt, für das Vollformgießen durchgeführt. Hierfür wurden die Fließeigenschaften des trockenen binderfreien Sandes überprüft, mit PFC3D modelliert und eine gute Übereinstimmung zwischen dem realen Sand und dem modellierten Stoff erreicht. Dadurch war es möglich, diese Modellierung für die Untersuchungen des Sandverhaltens unter Vibration zu verwenden und die Sandströmungen im Formbehälter zu beobachten. Die theoretischen Ergebnisse des Simulationsprozesses haben gezeigt, dass die durchgeführte Modellierung nicht nur die Auswahl der optimalen Vibrationsparameter bei der Formherstellung für das Vollformgießen, sondern auch die allgemeine Anwendung des mathematischen Modells für den trockenen binderfreien Sand möglich macht.

Title: PFM and Raman spectroscopy of selected dielectric materials Author: Fedir Borodavka Institute: Department of Dielectrics, Institute of Physics of the Academy of Sciences, Na Slovance 2, 182 21, Prague 8, Czech Republic Supervisor: Ing. Ivan Gregora, CSc. Training institute: Department of Dielectrics, Institute of Physics of the Academy of Sciences, Na Slovance 2, 182 21, Prague 8, Czech Republic Consultants: RNDr. Stanislav Kamba, CSc. and RNDr. Vladimír Vorlíček, CSc. Abstract: The thesis is devoted to a detailed investigation of dielectric materials using Raman spectroscopy and PFM microscopy techniques. Phonon properties of a newly synthesized guanylurea(1+) hydrogen phosphite single crystals have been studied. A tentative assignment of the observed Raman peaks has been done and the sets of A′ MIX, A′ TO and A′′ TO mode frequencies have been determined. Phonon behaviour of BiMnO3 ceramics, obtained from Raman spectra, has been char- acterized. After comparing the factor group analysis with the Raman spectra it has been concluded that the material has a centrosymmetric C2/c structure and is not ferroelectric. Lattice modes of the complex La1/2Na1/2TiO3 single crystal have been investigated. We have numerically analysed the intensity behaviour of the sharp peak at 455 cm−1 on heating and...

The new class of fully silicon-compatible hafnia-based ferroelectrics with high switchable polarization and good endurance and thickness scalability shows a strong promise for new generations of logic and memory devices. Among other factors, their competitiveness depends on the power efficiency that requires reliable low-voltage operation. Here, we show genuine ferroelectric switching in HfₓZr₍₁₋ₓ₎ O₂ (HZO) layers in the application-relevant capacitor geometry, for driving signals as low as 800 mV and coercive voltage below 500 mV. Enhanced piezoresponse force microscopy with sub-picometer sensitivity allowed for probing individual polarization domains under the top electrode and performing a detailed analysis of hysteretic switching. The authentic local piezoelectric loops and domain wall movement under bias attest to the true ferroelectric nature of the detected nanodomains. The systematic analysis of local piezoresponse loop arrays reveals a totally unexpected thickness dependence of the coercive fields in HZO capacitors. The thickness decrease from 10 to 7 nm is associated with a remarkably strong decrease of the coercive field, with about 50% of the capacitor area switched at coercive voltages ≤0.5 V. Our explanation consistent with the experimental data involves a change of mechanism of nuclei-assisted switching when the thickness decreases below 10 nm. The practical implication of this effect is a robust ferroelectric switching under the millivolt-range driving signal, which is not expected for the standard coercive voltage scaling law. These results demonstrate a strong potential for further aggressive thickness reduction of HZO layers for low-power electronics.

In the thesis, we apply the state average method to model the time-average linear dynamic equation, which is used to design a gain scheduled linear quadratic optimal controller. Because the standard modulation method of the twin-buck converter is PFM(Pulse-Frequency Modulation) and twin-buck converter owns the soft-switching characteristic, the voltage step-down ratio, that is, control force can not be lowered less than 0.5. For expanding the range of control force of converter, we modulate the converter by means of mixed modulation of PWM/PFM. With the former odulation method, we have to calculate the discharging time of synchronous switch taken by controller to achieve zero-voltage-transition (ZVT). In the last part of this thesis, we verify the practicability of the controller and modulation method through soft simulation coded by MATLAB and hardware implementation of FPGA driven by Verilog.

The aim of this study was to verify the behavior of five brands of NiCr alloys, indicated to porcelain fused to metal restorations, comparing the castability with the ability of reproducing the thin edges of restoration margins. The samples were divided in five groups, each one for one brand, with ten repetitions for castability test and ten for edge reproduction, in a total of 100 specimens. A carbon free phosphate bonded investment was used for all casting procedures. Optical microscopy was used to investigate the microstructure of the specimens obtained with two of the alloys, those which have shown better results. Statistical analysis stated that the commercial brand Tilite showed both better castability and edge reproduction. / O objetivo desta pesquisa foi verificar o desempenho de cinco ligas de níquel-cromo para restaurações de metalocerâmicas, comparando a fluidez com a capacidade de cópia da borda fina das restaurações. Os corpos-de-prova foram divididos em 5 grupos um para cada liga, sendo realizado dez corpos-de-prova para o teste de fluidez e dez corpos-de-prova para o teste da cópia da borda, totalizando 100 corpos-de-prova. Um revestimento de fosfato sem carbono foi usado para todas as inclusões e fundições. Em seguida foram submetidos a microscopia óptica, para se observar a microestrutura das duas ligas que obtiveram os melhores desempenhos. Os resultados, após análise estatística, demonstraram que a liga Tilite apresentou a melhor fluidez e melhor cópia da borda.

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Les matériaux ferroélectriques sont caractérisés par l'existence d'une polarisation électrique spontanée, dont l'orientation peut être inversée par l'application d'un champ électrique adéquat. Permettant de coder l'information sous la forme d'un domaine ferroélectrique, i.e. une région du matériau avec une certaine orientation de la polarisation, les ferroélectriques ouvrent la voie au stockage de masse de très haute densité (>10 Tbit/in ²). Dans ce contexte, nous avons employé la Piezoresponse Force Microscopy (PFM), un mode particulier de Microscope à Force Atomique (AFM), permettant la manipulation et la détection des domaines ferroélectriques à l'échelle du nanomètre. Avec pour objectif d'étudier les mécanismes de formation des domaines par l'intermédiaire d'une pointe AFM, nos travaux ont mis en valeur la cinétique de croissance des domaines dans des films minces monocristallins de LiTaO3, avec une approche complémentaire de celle thermodynamique, dépendante du champ électrique et soulignant le rôle de l'humidité dans une possible conduction de surface. En parallèle, les films de LiTaO3 ont permis d'appréhender davantage la nature électro-mécanique de la réponse PFM, pour notamment relier l'amplitude du signal mesuré à la géométrie du domaine sous pointe. PFM et domaines ferroélectriques se sont en effet révélés tour à tour, objet d'étude et outil de caractérisation.

Les classifications opérées jusque-là distinguent les Etats interventionnistes, dirigistes des Etats libéraux. Mais cette distinction est fortement marquée au plan idéologique ce qui empêche une visibilité neutre de l’action publique. C’est toute la difficulté et la complexité de la question. Aujourd’hui le rôle et les missions de l’Etat, semblent davantage, marqués par les défis de la mondialisation qui impose à l’Etat des lignes de conduite dans les sphères économique, sociale et politique autour des principes tels que : le désengagement, la décentralisation, le pluralisme, le respect des droits de l’homme, l’efficience, la bonne gouvernance …etc. Mais qu’en est-il pour l’Algérie ? En réalité, que ça soit pour l’Algérie ou les pays du Tiers-monde sommés à opérer leur mutation, vivent ces défis de manière paradoxale compte tenu du processus de formation des Etats demeure inachevés, le rôle important qu’ils aient eu à assumer après leur indépendance pour réaliser à la fois l’unité nationale et l’intégration économique et sociale et le sous la faiblesse des acteurs économique sociaux et le sous-développement. L’Algérie vie ces paradoxes en tant qu’ex-pays colonisé, ex-pays à économie dirigée et surtout un pays à rente pétrolière, où l’action de l’Etat, est sollicitée en permanence. Par ailleurs, les choix politiques prévalent et supplantent souvent les choix économiques. C’est donc une conception particulière du rôle de l’Etat qui n’est pas nécessairement lié à un choix idéologique mais correspond plutôt à une réalité objective.Dans cette optique peut-on soutenir que depuis l’adoption de la Constitution de 1989 qui a annoncé la rupture avec l’ancien système politique et économique, le rôle et les missions de l’Etat algérien dans le domaine économique ont évolué vers un nouveau modèle ? L’Etat entrepreneur s’est-il retiré au profit de l’Etat régulateur ? Le processus de réformes économiques va-t-il accordé à l’Etat un nouveau statut en matière économique ? / The classifications hitherto distinguished between the interventionist and the dirigiste states of the liberal states. But this distinction is strongly marked ideologically, which prevents a neutral visibility of public action. That is all the difficulty and complexity of the issue. Today, the role and missions of the State seem to be more marked by the challenges of globalization, which impose on the State guidelines in the economic, social and political spheres around principles such as disengagement, Decentralization, pluralism, respect for human rights, efficiency, good governance ... etc. But what about Algeria?In reality, whether it be for Algeria or the countries of the Third World summoned to effect their mutation, live these challenges in a paradoxical way in view of the process of formation of the States remains unfinished, the important role they have had to assume After their independence to achieve both national unity and economic and social integration and under the weakness of social economic actors and underdevelopment. Algeria lives these paradoxes as a former colonized country, a former country with a directed economy and, above all, a country with an oil rent, where the action of the State is constantly sought. Moreover, political choices prevail and often supplant economic choices. It is therefore a particular conception of the role of the State which is not necessarily linked to an ideological choice but rather corresponds to an objective reality.From this perspective, it can be argued that since the adoption of the 1989 Constitution, which announced the break with the old political and economic system, the role and tasks of the Algerian State in the economic field have evolved into a new Model? Has the entrepreneurial state withdrawn in favor of the regulating State? Will the process of economic reforms give the state a new status in economic matters?

Ce manuscrit est consacré à l’analyse théorique et expérimentale d’oxydes Ln2Ti2O7 (Ln = La, Nd, Sm, Gd) et BiFeO3.Les propriétés physiques de La2Ti2O7 et Nd2Ti2O7 ont été investiguées au moyen de calculs ab initio, confirmant ainsi leur ferroélectricité. D’autres oxydes de la famille Ln2Ti2O7, Sm2Ti2O7 et Gd2Ti2O7, ont ensuite été étudiés selon les mêmes méthodes théoriques. Nos calculs ont révélé une meilleure amplitude de polarisation pour ces composés par rapport au La2Ti2O7 et au Nd2Ti2O7. La deuxième partie de ce travail est consacrée aux propriétés structurales, électroniques et ferroélectriques du BiFeO3. L’évolution de ses propriétés lorsqu’il est soumis à une contrainte épitaxiale ont été investiguées au moyen de calculs ab-initio et de mesures en microscopie à champ proche réalisées sur des couches minces déposées sur un substrat de SrTiO3(001). Nos résultats mettent en évidence une modification de la structure interne du matériau sous effet de contrainte, qui se traduit par une réorientation progressive de la polarisation spontanée suivant la direction [001]. Notre étude s’est ensuite tournée vers l’élaboration et l’analyse des propriétés structurales et ferroélectriques de superréseaux (SrTiO3)n(BiFeO3)m. Nos calculs ont mis en évidence que la contrainte épitaxiale imposée au superréseau offrait un contrôle accru des propriétés du BiFeO3 par rapport à son comportement lorsqu’il est déposé seul en couches minces. Les analyses en microscopie à champ proche ont montré une réduction de la tension coercitive de tels films par rapport à celle mesurée sur des bicouches SrTiO3/BiFeO3 ou sur une couche mince de BiFeO3. / In this work, first-principles calculations and experimental measurements have been done in order to investiguate the structural, electroniq and ferroelectric properties of Ln2Ti2O7 (Ln = La, Nd, Sm, Gd) and BiFeO3 oxydes. Calculations on La2Ti2O7 and Nd2Ti2O7 confirmed their ferroelectricity. Other oxydes belonging to the Ln2Ti2O7 family have also been investigated. The results showed an enhancement of the spontaneous polarization within these compounds compared to that of La2Ti2O7 and Nd2Ti2O7. The second part of this work is related to the structural and ferroelectric properties of bismuth ferrite BiFeO3. The evolution of its properties when undergoing an epitaxial strain have been investigated by ab initio calculations and piezoresponse force microscopy measurements on thin films deposited on a (001)-SrTiO3 substrate. Our results showed a modification of the inner structure of BiFeO3 under stain, leading to a continuous reorientation of the spontaneous polarization vector towards [001]. The third part of our study consists in the computational design and synthesis of (SrTiO3)n(BiFeO3)m superlattices. Our calculations showed that epitaxial strain imposed to the superlattice brings a further control of physical properties of BiFeO3 as compared with its behaviour when deposited alone in a thin film. PFM analysis showed a decrease of the coercive field for STO/LNO/(STO)n(BFO)m superlattices as compared with those measured on STO/BFO bi-layers and on BiFeO3 thin films.