Способ определения кинетики накопления объемного заряда в диэлектриках при облучении заряженными частицами Советский патент 1988 года по МПК G01R29/24 

Изобретение относится к технике измерений электрического заряда в твердьпс диэлектрических материалах и может быть использовано в радиотехнической и электронной промышленности а также для определе11ия величины объемного заряда в диэлектриках и его опасных и вредных проявлений при разработке аппаратуры и изделий, работа- ющих в условиях воздействия потоков заряженных частиц.

Цель изобретения - повьппение точности определения кинетики накопления объемного заряда в твердых диэлектриках 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 способу. .

Сущность способа заключается в следующем.

Если пробег заряженных частиц R меньше толщины диэлектрика h, то в последнем происходит накопление объ--- емного заряда. Кинетику накопления объемного заряда можно определить по формуле:

Q(t) - (h,t) - E(0,t) , (1)

где Q - величина объемного разряда

в диэлектрике;

S - площадь сечения потока заря- женньрс частиц (площадь поверхности образца, через которую инжектируются заряженные частицы);

fo - электрическая постоянная; Е - диэлектрическая проницаемость диэлектрика; время;

t Е(0,1)

E(h,t)

lirn E(x,tJ;

X 0

lim E(x,t); Х- h X h

,t) - напряженность электрического поля в образце (фиг. 1К

Кинетики E(0,t) и Et.h,t) можно определить из вьфажений для силы тока l,(t) и Ii(t) с электродов, наложенных на поверхности диэлектрической пластины (фиг. 1}

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 опреде- а ляется известными средствами, 2 ил, СЛ

i(t)sy (o,t)E(o,t) М2г). - (2) ijtbsj- (h,t)E(h,t)4-se e Si|itI ,(3)

J.0,t)limj(x,t);

X О X и

jj(h,t)limj(h,t); X - h X h

lit )clt . (.5)

; |f(x,t) - удельная объемная электрическая проводимость диэлектрика.

В процессе накопления заряда ток проводимости в необлучаемой части об- Из выражений (4) и (,5) путем под- разца существенно меньше абсорбцион- становки в (2) следует выражение для нЬго тока, т.е. у th,t)E{,h, t) « 50 определения-кинетики накопления объ- (h,t)/dt. При решении уравне- емного заряда НИИ Л2) и (3) получаем

. Qu).|i,a )dt-.,.jj(,.,,,j(,,,.

« exp

ExiJ

.

(6;

40

Г -fc 1 E(0,t).(t ;dt J jI,(t );

fef) .

lit )clt . (.5)

(6;

Пример. Образец пластины монокристаллического фтористого лития площадью 7,8x8,3 см и толщиной 0,99 см с нанесёнными на обе поверхности (катодньм 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- ностью тока пучка j 2,4 10 А М при атмосферном давлении 0,65 Па.

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

Определение jfCt) проводят известными средствам и методами. Проведенные измерения показали, что величина J практически не изменяется за время накопления заряда (около 24 с) и составляет 2,. С использованием этого значения и приведенных на иг. 2 результатов измерения-I,/-(t) ) по формуле (6) рассчитывают кинетику Q (фиг. 2).

Qu)ft,u ,dt-;xp - jyuw ji,u),

..

в -I

де I(t), Ij(t) - временные зависи-

мости тока, проте- кающего по заземленным проводникам соответственно от первой и второй стороны плоскопараллельной пластины;

40

5

5

В стационарном случае из расчетов получают Q « 3,510 Кл Ткривая Q на фиг.,2). Формула изобретения

Способ определения кинетики накопления объемного заряда в диэлектриках 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 плоскопараплельной пластины, отличающийся тем, что, с целью повышения точности определения кинетики накопления объемного заряда, в процессе облучения образца испытуемого диэлектрика изйеряют его удельную объемную электрическую проводимость, определяют временнзпо зависимость тока, протёкакмцего по заземленному проводнику с первой стороны плоскопараллельной пластины, и вычисляют кинетику накопления объемного заряда по формуле

J - удельная объемная электрическая проводимость диэлект- . рика в процессе облучения;

Ч- электрическая постоянная;

с - диэлектрическая проницаемость диэлектрика.

О

I Ы I

Рh

Фиг, Г

I fS 18 20 22 tc

1,8а fo

/rx

j;j

12