Математическая модель для расчета электрофизических свойств нанокомпозита с туннельной электропроводностью и ее численная реализация

Выполнено математическое моделирование распределения потенциала и напряженности электрического поля, а также расчет электрофизических свойств нанокомпозита металл-изолятор. Рассмотрен магнитный нанокомпозит, в котором ферромагнитные гранулы с размером, близким к однодоменному, хаотически расположены в диэлектрической матрице. Нанокомпозит разделен на ячейки, представляющие собой включения некоторого числа металлических гранул в ячейке, заполненной диэлектриком. В рамках модели возможно рассчитать распределения потенциала и напряженности электрического поля, а также эффективную емкость и сопротивление ячейки. Расчет проведен на основе стационарных уравнений Максвелла. Для численного решения использован метод конечных элементов. В результате серии расчетов получены распределения электрического потенциала и напряженности электрического поля для различных конфигураций включений в ячейке нанокомпозита, относительной объемной плотности металлических включений и их радиусов. Это позволило вычислить соответствующие электрические емкость и сопротивление ячеек нанокомпозита в зависимости от концентрации металлических гранул-включений в ней.