Способ определения кинетики накопления объемного заряда в диэлектриках при облучении заряженными частицами

 

Изобретение относится к технике электрического заряда в твердых диэлектрических материалах и может быть использовано в радиотехнической и электронной промьшшенности, а также для определения величины объемного заряда в диэлектриках и его опасных и вредных проявлений при разработке аппаратуры и изделий, работающих в условиях воздействия потоков заряженных частиц. Целью изобретения является повьшение точности определения кинетики накопления объемного зару1да в тверды диэлектриках при облучении их заряженными частицами. Для реали - зации способа образец пластины монокристаллического фтористого лития с нанесенными на обе поверхности путем катодного распыления в вакууме платиновыми электродами облучают электронами с .энергией частиц 2 МэВ при атмосферном давлении 0,65 Па. В § процессе облучения гч оизводят регистрацию кинетик токов и выполняют расчеты по формуле, приведенной в описании изобретения. Объемная электрическая проводимость диэлектрика опредеа ляется известными средствами, 2 ил, СЛ

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И) А1 (51) 4 G 01 R 29 24 е

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

Н А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3860934/24-21 (22) 25.02.85 (46) 07.10.88. Бюл. ))р 37 (71) Томский политехнический институт им. С.М. Кирова (72) С.Г. Боев и А.П. Суржиков (53) 621.317. 12(088.8) (56) Futura I. et а1. J. Appl °

Phys. 1966, vol. 37, )) 4, р.18731878.

Gross В. et а1. J. Appl. Phys.

1973, vol. 44, Р 6, р. 2459-2463. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КИНЕТИКИ

НАКОПЛЕНИЯ ОБЪЕМНОГО ЗАРЯДА В ДИЭЛЕКТРИКАХ ПРИ ОБЛУЧЕНИИ ЗАРЯЖЕННЫМИ ЧАСТИЦАМИ (57) Изобретение относится к технике электрического заряда в твердых диэлектрических материалах и может быть использовано в радиотехнической и электронной промьппленности, а также для определения величины объемного заряда в диэлектриках и его опасных и вредных проявлений при разработке аппаратуры и изделий, работающих в условиях воздействия потоков заряженных частиц. Целью изобретения является повышение точности определения кинетики накопления объемного заряда в твердый диэлектриках при облучении их заряженными частицами. Для реали зации способа образец пластины монокристаллического фтористого лития с нанесенными на обе .поверхности путем катодного распыления в вакууме платиновыми электродами облучают электронами с энергией частиц 2 МэВ при атмосферном давлении 0,65 Па. В

O процессе облучения производят регистрацию кинетик токов и выполняют расчеты по форыуле, прнведенной в опнса- С и нии изобретения. Объемная электрическая проводимость диэлектрика определяется известными средствами. 2 ил.

142)064

Изобретение относится к технике измерений электрического заряда в твердых диэлектрических материалах и может быть использовано в радиотехнической и электронной промышленности а также для определения величины объемного заряда в диэлектриках и его опасных и вредных проявлений при разработке аппаратуры и изделий, работающих в условиях воздействия потоков

1 заряженных частиц.

Цель изобретения - повышение точности .определения кинетики накопления объемного заряда в твердых ди1 электриках при облучении их заряженными частицами.

На фиг. 1 изображена схема устройства для осуществления способа; на .фиг. 2 — результаты измерений токов и объемного заряда по предложенному

1 способу.

Сущность способа заключается в следующем.

Если пробег заряженных частиц R меньше толщины диэлектрика h9 то в последнем происходит накопление объ" емного заряда. Кинетику накопления

i объемного заряда можно определить по формуле: где Я

15

Е(0,1) m lim E(x, t) х -0 х 0

20 E(h, t) = 1 im Е(х, t);

x h хс b

Е(х,t) — напряженность электричес2д кого поля в образце (фиг. 1).

Кинетики Е(О,С) и Е(Ь9й) можно определить из выражений для силы тока

I,(t) и I (t) с электродов, наложенных на поверхности диэлектрической пластины (фиг. 1) Е; () 8 I((0,9)Е(0,6)e9 t E ° "(2) tt(t)5 g (Ь,t)E(ll,t)+Sf, E, (3) 40

y (h, t) limy(h 9 t); хph хсзр (х,t) — удельная объемная электрическая проводимость диэлектрика.

В процессе накопления заряда ток проводимости в необлучаемой части образца существенно меньше абсорбционного тока, т. е. g (h, t) Е(Ь9 t) сс 50 с< с,с dE (h, t) /dt. При решении уравне" ний (2) и (3) получаем

0(") .I (t )dt-ехр

2 exP (Е.E

t t ()atJ j 1(, )

О О

dt (6) где 1,09t)=limLI(õpt); х +0 х)0

О(1) SE E(Z(h,t) — Е(О,t)), (1) величина объемного разряда в диэлектрике; площадь сечения потока заряженных частиц (площадь поверхности образца, через которую инжектируются заряженные частицы); электрическая постоянная; диэлектрическая проницае-. мость диэлектрика; время;

1 1 1 1

Е(0,t) ех —,— ()dt I,()»

E,f БЕЕ

I хехр ()dt dt; (4) +

I

Е(1, 9-). ) Т. (t )dt ° (5)

ВЯ. ) о

Из выражений (4) и (5) путем подстановки в (2) следует выражение для определения кинетики накопления объемного заряда з 1429064

Пример. Образец пластины монокристаллического фтористого лития площадью 7,8х8,3 см и толщиной

0 99 см с нанесенными на обе поверху

5 ,ности (катодным распылением .в вакууме) платиновыми электродами площадью по 28 см облучают электронами с энергией частиц 2 МэВ (максимальный пробег электронов равен 0 41 см) и плот- 1ð ностью тока пучка 2,4 10 A м при атмосферном давлении 0,65 Па.

В процессе облучения с помощью электрометрических усилителей и самописцев производят регистрацию кинетик 5 токов I,(t) и I (t), которые приведены на фиг. 2.

Определение g(t) проводят известными средствами и методами. Проведенные измерения показали, что величина практически не изменяется за время накопления заряда (около 24 с) и составляет 2,2 10 См/м. С использованием этого значения и приведенных на 25 фиг. 2 результатов измерения Т <(t),,I<(t) по формуле (6) рассчитывают кинетику Q (фиг. 2).

В стационарном случае из расчетов получают Q 3,5 10 Кл кривая Q на фиг..2). формула и з обретения

Способ определения кинетики накопления объемного заряда в диэлектриках

I при облучении заряженными частицами, заключающийся в том, что первую сторону образца испытуемого диэлектрика в виде плоскопараллельной пластины облучают потоком ионизирующего излучения и регистрируют временную зависимость тока, протекающего по заземленному проводнику с второй стороны с плоскопараллельной пластины, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности определения кинетики накопления объемного заряда, в процессе облучения образца испытуемого диэлектрика измеряют его удельную объемную электрическую проводимость, определяют временную зависимость тока, протекающего по заземленному проводнику с первой стороны плоскопараллельной пластины, и вычисляют кинетику накопления объемного заряда по формуле

Я

Qle)= j ze(t )de-exp — — f vze )ae f z zeZ „

" Р (J ((1 )4е ) бе

Ф где I, (t), I < (t) — временные зависимости тока, протекающего по заземленным проводникам соответственно от, 40 первой и второй стороны плоскопараллельной пластины; — удельная объемная электрическая проводимость диэлектрика в процессе облучения;

Е— о в электрическая пос« тоянная;

Š— диэлектрическая проницаемость диэлектрика.

1429064

-1Р

Редактор В. Данко

Тираж 772 Подписное

ВПИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 5121/43

Производственно-полиграфическое предприятие, r, Ужгород, ул. Проектная, 4 л

Составителв В. Степанкин

Техред А.Кравчук Корректор Г. Решетник