ОБ ОДНОМ СПОСОБЕ ВЫПРЯМЛЕНИЯ ТОКА В МИКРОМАСШТАБАХ

摘要

Предложен способ выпрямления электрического тока в устройствах, имеющих микрои наномасштабы, основанный на асимметричной концентрационной поляризации в растворе электролита, в случае когда ток в микродиоде последовательно проходит через две взаимно нерастворяющиеся жидкости с различными диэлектрическими проницаемостями и коэффициентами диффузии, находящиеся в трубках, с различными геометрическими размерами. Предполагается, что в обеих жидкостях содержатся ионы полностью диссоциированного вещества, обеспечивающие перенос электрического заряда при наложении разности потенциалов на стенки устройства, а на поверхности раздела двух жидкостей имеется заряд. Процесс описывается одномерной нестационарной системой Нернста - Планка - Пуассона. В качестве краевых условий на электродах используются условия непроницаемости для анионов и уравнение Аррениуса, задающее поток катионов. Система уравнений решалась численно: по пространственной переменной неизвестные раскладывались по полной системе ортогональных функций, полученная динамическая система относительно коэффициентов Галеркина интегрировалась по времени методом Гира вследствие ее жесткости. Выявлены параметры системы, оказывающие наиболее значительное влияние на степень выпрямления, и оценены их оптимальные значения.