Search

In this study, chemical deposition was used to synthesize structures of Ga2O3 -NW/SiO2/Si (NW—nanowire) at 348 K and SnO2-NW/SiO2/Si at 323 K in track templates SiO2/Si (either n- or p-type). The resulting crystalline nanowires were δ-Ga2O3 and orthorhombic SnO2. Computer modeling of the delta phase of gallium oxide yielded a lattice parameter of a = 9.287 Å, which closely matched the experimental range of 9.83–10.03 Å. The bandgap is indirect with an Eg = 5.5 eV. The photoluminescence spectra of both nanostructures exhibited a complex band when excited by light with λ = 5.16 eV, dominated by luminescence from vacancy-type defects. The current–voltage characteristics of δ-Ga2O3 NW/SiO2/Si-p showed one-way conductivity. This structure could be advantageous in devices where a reverse current is undesirable. The p-n junction with a complex structure was formed. This junction consists of a polycrystalline nanowire base exhibiting n-type conductivity and a monocrystalline Si substrate with p-type conductivity. The I–V characteristics of SnO2-NW/SiO2/Si suggested near-metallic conductivity due to the presence of metallic tin.

This paper reports the energies and charge and spin distributions of the low-lying excited states in singlet and triplet N2V defects in diamond from direct Δ-SCF calculations based on Gaussian orbitals within the B3LYP, PBE0, and HSE06 functionals. They assign the observed absorption at 2.463 eV, first reported by Davies et al. [Proc. R. Soc. London 351, 245 (1976)], to the excitation of a N(sp3) lone-pair electron in the singlet and triplet states, respectively, with estimates of ∼1.1 eV for that of the unpaired electrons, C(sp3). In both cases, the excited states are predicted to be highly local and strongly excitonic with 81% of the C(sp3) and 87% of the N(sp3) excited charges localized at the three C atoms nearest neighbor (nn) to the excitation sites. Also reported are the higher excited gap states of both the N lone pair and C unpaired electron. Calculated excitation energies of the bonding sp3 hybrids of the C atoms nn to the four inner atoms are close to that of the bulk, which indicates that the N2V defect is largely a local defect. The present results are in broad agreement with those reported by Udvarhelyi et al. [Phys. Rev. B 96, 155211 (2017)] from plane wave HSE06 calculations, notably for the N lone pair excitation energy, for which both predict an energy of ∼2.7 eV but with a difference of ∼0.5 eV for the excitation of the unpaired electron. [ABSTRACT FROM AUTHOR]

У даній статті розглянуто питання, що повʼязані із поняттям «Інтернету речей» та його застосуванням для розвитку «Розумного міста». Смарт сіті або «Розумне місто» – це нова концепція щодо впровадження технологій (інформаційних та комунікаційних) для управління життям сучасного міста. Проаналізовано існуючі технології для передачі даних на великі відстані в мережах Інтернету речей. На основі проведених розрахунків зроблено обґрунтування ефективності застосування технології LORA, наведено енергетичний потенціал лінії зв'язку для технології LORA, визначено місткість мережі LoRa. Архітектура мережі має найкраще співвідношення між збільшенням терміну служби батарей IoT пристроїв та забезпеченням дальності зв'язку. Протокол працює в діапазоні, що не ліцензується, і в цьому його унікальність за вартістю і швидкості впровадження. На основі вивчення досвіду запровадження протоколу в місті Львові, виявлено переваги та проблеми впровадження. Проведено оцінку можливості застосування технології у великих містах. Розроблено програмне забезпечення, що дозволяє користувачу перевірити чи все у нього дома в порядку та немає витоку газу, прориву води та чи не замічений рух у будинку. Показано практичне використання IoT в «Розумному місті», застосування технології LoRaWAN, принцип роботи мережі. Вивчено та проаналізовано досвід застосування протоколу мережі LoRaWAN в Україні. Розглянуто досвід міст щодо впровадження технологій Інтернету речей у систему ЖКГ.

In this study, chemical deposition was used to synthesize structures of Ga2O3 -NW/SiO2/Si (NW—nanowire) at 348 K and SnO2-NW/SiO2/Si at 323 K in track templates SiO2/Si (either n- or p-type). The resulting crystalline nanowires were δ-Ga2O3 and orthorhombic SnO2. Computer modeling of the delta phase of gallium oxide yielded a lattice parameter of a = 9.287 Å, which closely matched the experimental range of 9.83–10.03 Å. The bandgap is indirect with an Eg = 5.5 eV. The photoluminescence spectra of both nanostructures exhibited a complex band when excited by light with λ = 5.16 eV, dominated by luminescence from vacancy-type defects. The current–voltage characteristics of δ-Ga2O3 NW/SiO2/Si-p showed one-way conductivity. This structure could be advantageous in devices where a reverse current is undesirable. The p-n junction with a complex structure was formed. This junction consists of a polycrystalline nanowire base exhibiting n-type conductivity and a monocrystalline Si substrate with p-type conductivity. The I–V characteristics of SnO2-NW/SiO2/Si suggested near-metallic conductivity due to the presence of metallic tin. [ABSTRACT FROM AUTHOR]

The vibrational and electronic properties of several basic radiation defects in potassium bromide are computed at the quantum mechanical level using a periodic supercell approach based on hybrid functionals, an all-electron Gaussian-type basis set, and the Crystalcomputer code. The exciton energy in alkali halides is sufficient to create lattice defects, such as F–H Frenkel defect pairs, resulting in a relatively high concentration of single defects and their complexes. Here, we consider eight defects: the electronic F+- and F-centers (bromine vacancy without and with trapped electrons) and their dimers; hole H-center (neutral bromine atom forming the dumbbell ion with a regular Br− ion.); VK-center (Br2− molecular ion consisting of a hole and two regular ions); and two complex Br3− defects, combinations of several simple defects. The local geometry and the charge- and spin-density distributions of all defects are analyzed. Every defect shows its characteristic features in Raman spectra, and their comparison with available experimental data is discussed.

Концептуальна модель достовірності інформації включає: інформаційні ресурси, джерела інформації, фактори інформаційного протиборства, джерела факторів інформаційного протиборства (загроз достовірності), цілі зловмисників, функції, методи та засоби забезпечення достовірності, показники достовірності. Достовірність інформації (ступінь довіри до даних), яка міститься в інформаційних ресурсах багато в чому визначається якістю джерел та можливістю індивідів впливати на інформаційні процеси. При цьому поняття достовірності інформації часто пов’язується з категоріями цілісності та доступності інформаційних ресурсів. Все це повинно бути забезпечено при функціонуванні інформаційного простору в умовах випадкових чи навмисних інформаційних впливів. Необхідною умовою досягнення необхідного рівня достовірності інформації є побудова комплексної системи забезпечення достовірності інформації. Інформаційних простір підприємств існують в системі товарно-грошових відносин, в основі якої лежить поняття економічної ефективності, і не можуть собі дозволити безконтрольно і безпідставно витрачати матеріальні ресурси на проведення будь-яких заходів. Внаслідок цього оцінка рівня достовірності інформації і прийняття рішень щодо проведення заходів для його підвищення піднімають супутню завдання оцінки економічного ефекту від їх проведення.

Дана стаття присвячена висвітленню реальних практичних можливостей візуальних та тепловізійних камер БПЛА, що дають змогу ефективно і з максимально безпечної висоти визначати потенційно небезпечні об’єкти, що можуть нанести загрозу об’єкту інформаційної діяльності, або безпеці громадян чи об’єктам критичної інфраструктури України. Спираючись на багаторічних досвід польотів та навчання фахівців для приватних та державних установ, прийнято рішення провести порівняння якісних характеристик та можливостей виявлення, розпізнавання та ідентифікації об’єктів з використанням сучасної безпілотної техніки. Для напряму забезпечення громадської безпеки та контролю територій існують моделі з багатократним оптичним збільшенням, які з відстані у 500 м дають змогу розпізнати номерний знак автомобіля, або версії з тепловізором, які серед ночі, можуть допомогти побачити автомобіль, різницю температур на фоні інших авто, та факт того, що людина виходить з нього. Тестові польоти виконувались на висотах від 10 до 100 м, на відкритій місцевості, без наявності кущів, дерев чи перешкод. Залежно від моделі камери та погодних умов, отримані показники можуть значно відрізнятись. Охарактеризовано основні переваги та відмінності в якості роботи візуальниї та тепловізійних камер для БПЛА. Продемонстровано якість отриманого зображення на реальних прикладах та при однакових умовах. Проаналізовано деталізацію візуальних камер та розроблено ряд вимог до зйомки тепловізором з квадрокоптера таких об’єктів, як автомобіль та людина, з різних висот, відповідно до критеріїв Джонсона. Сформовано план робіт для подальших досліджень, з метою підготовки та надання ефективних рекомендацій для пілотів, що використовують дану техніку при охороні території об’єктів інформаційної діяльності та під час виконання служби в підрозділах аеророзвідки силових структур України.

Дана стаття присвячена висвітленню реальних практичних можливостей тепловізійних камер БПЛА, що дають змогу ефективно і з максимально безпечної висоти визначати потенційно небезпечні об’єкти, що можуть нанести загрозу об’єкту інформаційної діяльності, або безпеці громадян чи об’єктам критичної інфраструктури України. Спираючись на багаторічних досвід польотів та навчання фахівців для приватних та державних установ, прийнято рішення провести порівняння якісних характеристик та можливостей виявлення, розпізнавання та ідентифікації об’єктів з використанням сучасної безпілотної техніки. Для напряму забезпечення громадської безпеки та контролю територій існують моделі з багатократним оптичним збільшенням, які з відстані у 500 м дають змогу розпізнати номерний знак автомобіля, або версії з тепловізором, які серед ночі, можуть допомогти побачити автомобіль, різницю температур на фоні інших авто, та факт того, що людина виходить з нього. Тестові польоти виконувались на висотах від 15 до 100 м, на відкритій місцевості, без наявності кущів, дерев чи перешкод. Залежно від моделі камери та погодних умов, отримані показники можуть значно відрізнятись. Охарактеризовано основні переваги та відмінності в якості роботи тепловізійних камер для БПЛА. Продемонстровано якість отриманого зображення на реальних прикладах та при однакових умовах. Розроблено ряд вимог до зйомки тепловізором з квадрокоптера таких об’єктів, як автомобіль та людина, з різних висот, відповідно до критеріїв Джонсона та сформовано план робіт для подальших досліджень, з метою підготовки та надання ефективних рекомендацій для пілотів, що використовують дану техніку при охороні території об’єктів інформаційної діяльності та під час виконання служби в підрозділах аеророзвідки силових структур України.

The role of the exact Hartree-Fock (HF) exchange in determining the band gap and other properties of defects in crystalline solids is investigated. Two defects in diamond, VH1d and VH1q (one first neighbour of the vacancy is saturated with hydrogen, and the three unpaired electrons combine to give a quadruplet, 3 spin up, or a doublet, two spin up and one down), are used as test cases. The results obtained with a gradient corrected functional, PBE, one range separate hybrid, HSE06, two full range hybrids, B3LYP and PBE0, and the Hartree-Fock Hamiltonian are compared. The crucial role of the exact HF exchange emerging from this comparison is confirmed by a set of calculations with a variable functional, PBE(X), in which X is the percentage of HF exchange, which is varied from 0 to 100, where PBE(0) coincides with PBE, and PBE(25) with PBE0. [ABSTRACT FROM AUTHOR]

This paper reports the first variationally based predictions of the lowest excited state in diamond (Γ25′ → Γ15) in the unrelaxed (optical) and structurally relaxed (thermal) configurations, from direct Δ-self-consistent-field (SCF) calculations based on B3LYP, PBE0, HSE06, and GGA functionals. For the B3LYP functional, which has the best overall performance, the energy of the optical state, 7.27 eV, is within the observed range of (7.2–7.4) eV and is predicted to be insulating, with indirect bandgaps of (5.6–5.8) eV. Mulliken analyses of the excited state wavefunction indicate extensive redistributions of charge and spin resulting in a strongly excitonic state with a central charge of −0.8ǀeǀ surrounded by charges of +0.12ǀeǀ at the four nearest neighbor sites. The thermally relaxed state is predicted to be similarly excitonic, with comparable bandgaps and atomic charges. Calculations of the ground and excited state relaxations lead to a Stokes shift of 0.47 eV and predicted Γ-point luminescence energy of 6.89 eV. Assuming a similar shift at the band edge (X1), an estimate of 5.29 eV is predicted for the luminescence energy, which compares with the observed value of 5.27 eV. Excited state vibrational spectra show marked differences from the ground state, with the introduction of an infrared peak at 1150 cm−1 and a modest shift of 2 cm−1 in the TO(X) Raman mode at 1340 cm−1. Similar calculations of the lowest energy bi- and triexcitons predict these to be bound states in both optical and thermal configurations and plausible precursors to exciton condensation. Estimates of bi- and triexciton luminescence energies predict red shifts with respect to the single exciton line, which are compared to the recently reported values. [ABSTRACT FROM AUTHOR]

We investigated the electronic structure of Mg-, Si-, and Zn-doped four-faceted [001]- and [110]-oriented SnO2 nanowires using first-principles calculations based on the linear combination of atomic orbitals (LCAO) method. This approach, employing atomic-centered Gaussian-type functions as a basis set, was combined with hybrid density functional theory (DFT). Our results show qualitative agreement in predicting the formation of stable point defects due to atom substitutions on the surface of the SnO2 nanowire. Doping induces substantial atomic relaxation in the nanowires, changes in the covalency of the dopant–oxygen bond, and additional charge redistribution between the dopant and nanowire. Furthermore, our calculations reveal a narrowing of the band gap resulting from the emergence of midgap states induced by the incorporated defects. This study provides insights into the altered electronic properties caused by Mg, Si, and Zn doping, contributing to the further design of SnO2 nanowires for advanced electronic, optoelectronic, photovoltaic, and photocatalytic applications. [ABSTRACT FROM AUTHOR]

Abstract Bimetallic FePt nanoparticles with L1 0 structure are attracting a lot of attention due to their high magnetocrystalline anisotropy and high coercivity what makes them potential material for storage of ultra-high density magnetic data. FePt nanoclusters are considered also as nanocatalysts for growth of carbon nanotubes of different chiralities. Using the DFT-LCAO CRYSTAL14 code, we have performed large-scale spin-polarized calculations on 19 different polyhedral structures of FePt nanoparticles in order to estimate which icosahedral or hcp-structured morphology is the energetically more preferable. Surface energy calculations of all aforementioned nanoparticles indicate that the global minimum corresponds to the nanocluster possessing the icosahedron “onion-like” structure and Fe43Pt104 morphology where the outer layer consists of Pt atoms. The presence of the Pt-enriched layer around FePt core explains high oxidation resistance and environmental stability, both observed experimentally.

The Infrared (IR) and Raman spectra of various defects in silicon, containing both oxygen atoms (in the interstitial position, Oi) and a vacancy, are computed at the quantum mechanical level by using a periodic supercell approach based on a hybrid functional (B3LYP), an all-electron Gaussian-type basis set, and the Crystal code. The first of these defects is VO: the oxygen atom, twofold coordinated, saturates the unpaired electrons of two of the four carbon atoms on first neighbors of the vacancy. The two remaining unpaired electrons on the first neighbors of the vacancy can combine to give a triplet (Sz = 1) or a singlet (Sz = 0) state; both states are investigated for the neutral form of the defect, together with the doublet solution, the ground state of the negatively charged defect. Defects containing two, three, and four oxygen atoms, in conjunction with the vacancy V, are also investigated as reported in many experimental papers: VO2 and VOOi (two oxygen atoms inside the vacancy, or one in the vacancy and one in interstitial position between two Si atoms) and VO2Oi and VO22Oi (containing three and four oxygen atoms). This study integrates and complements a recent investigation referring to Oi defects [Gentile et al., J. Chem. Phys. 152, 054502 (2020)]. A general good agreement is observed between the simulated IR spectra and experimental observations referring to VOx (x = 1–4) defects. [ABSTRACT FROM AUTHOR]

The present paper investigates the F-type centers in α-Al2O3 through their electronic and vibrational properties from first principle calculations using a periodic supercell approach, a hybrid functional, and all-electron Gaussian basis sets as implemented in the CRYSTAL17 code. Single F-type and dimer F2-type centers related to oxygen vacancies in various charge states were considered. The defect-induced vibrational modes were identified and found to appear mainly in the low (up to 300 cm−1) and high (above 700 cm−1) frequency regions, depending on the defect charge. The perturbation introduced by the defects to the thermal nuclear motion in the crystal lattice is discussed in terms of atomic anisotropic displacement parameters. The calculated Raman spectra are discussed for the first time for such defects in α-Al2O3, suggesting important information for future experimental and theoretical studies and revealing deeper insight into their behavior. [ABSTRACT FROM AUTHOR]

The local geometry, electronic structure, and vibrational features of three vicinal double interstitial defects in diamond, ICIC, ICIN, and ININ, are investigated and compared with those of three "simple" ⟨100⟩ interstitial defects, ICC, ICN, and INN, previously reported by Salustro et al. [Phys. Chem. Chem. Phys. 20, 16615 (2018)], using a similar quantum mechanical approach based on the B3LYP functional constructed from Gaussian-type basis sets, within a supercell scheme, as implemented in the CRYSTAL code. For the first time, the Fermi contact term and hyperfine coupling tensor B of the four open shell structures, ICIC, ICIN, ICC, and ICN, are evaluated and compared with the available experimental EPR data. For the two double interstitial defects, the agreement with experiment is good, whereas that for the single interstitials is found to be very poor, for which a likely reason is the incorrect attribution of the EPR spectra to uncertain atomic details of the micro-structure of the samples. The infrared spectra of the three double interstitial defects exhibit at least two peaks that can be used for their characterization. [ABSTRACT FROM AUTHOR]