p37. حل عددي معادله ديفرانسيل توازن انرژي بولتزمن در فرآيند كليدزني براي شيشه‌هاي نيمرساناي نقره- تلوريمي واناديمي

Numerical solution of Boltzmann balance energy differential equation in switching phenomenon for semiconducting silver-tellurate vanadate glasses

در اين پژوهش ، براي شيشه هاي نيمرساناي Ag2O- TeO2- V2O5تهيه شده به روش سرمايش سريع مذاب، معادله ديفرانسيل توازن انرژي بولتزمن به روش المان محدود حل شد. اين كار به منظور بررسي مدل رسانشي و مكانيسم كليدزني اين شيشه ها و با استفاده از داده هاي تجربي گزارش شده پيشين صورت گرفت. در اين محاسبات نمونه ها در يك هندسه متقارن در نظر گرفته شد كه ميدان الكتريكي عمود بر جهت شار گرماي ژول ايجاد شده در فيلمان جريان به آنها اعمال گرديد. نتايج محاسبات نشان داد كه در بالاتر از يك ميدان الكتريكي بحراني (آستانه)، گرماي ژول در فيلمان جريان در نمونه افزايش مي يابد و پس از مدت زمان بسيار كوتاهي، دما و چگالي جريان به سرعت (حدود 2 ميكروثانيه) در فيلمان جريان افزايش مي يابد. به نظر مي رسد، اين افزايش دما و چگالي جريان ناشي از تغييرات ساختاري در فيلمان جريان الكتريكي در پديده كليدزني باشد.

In this research, Boltzmann balance energy differential equation has been solved employing finite element method (FEM), for Ag2O- TeO2- V2O5 semiconducting glasses prepared by rapid melt quenching method. Using the previously reported experimental data, this work was done to investigate the conductive model and switching mechanism of these glasses. In these calculations, the samples were considered in a symmetric geometry, in which the electric field was exerted perpendicular to the direction of the joule heat flux generated in the current filament. The results of the calculations showed that higher than a critical (threshold) electric field, joule heat increases in current filament and after a very short time, temperature and current density increase rapidly (during about 2 µs) in current filament. It seems, these temperature and current density increment, be due to the structural changes in electrical current filament during the switching phenomenon.