Моделирование взаимодействия электронных пучков с полярными диэлектриками

• Автор: Масловская, Анна Геннадьевна
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Благовещенск
• Количество страниц: 174 с. : ил.

Глава 1. Полярные материалы и исследование их основных свойств

1.1. Основные понятия физики полярных диэлектриков

1.1.1. Общие характеристики сегнетоэлектрических явлений в кристаллах

1.1.2. Пироэлектрические измерения

1.1.3. Доменная структура и переключение поляризации

1.2. Исследование взаимодействия электронных пучков с полярными материалами

1.2.1. Явления, наблюдаемые при электронной бомбардировке твердых тел

1.2.2. Изучение доменной структуры сегнетоэлектриков в растровом электронном микроскопе

1.2.3. Влияние облучения на свойства сегнетоэлектриков

Выводы по главе

Глава 2. Исследование роли теплового фактора при формировании

изображения доменной структуры сегнетоэлектриков в РЭМ
2.1. Пироэлектрический отклик при локальном воздействии теплового зонда постоянной интенсивности
2.1.1. Математическое моделирование процесса распространения тепла в неограниченном пространстве
2.1.2. Выражение пироэлектрического сигнала в аналитическом виде. Составляющие пиросигнала
2.1.3. Тепловое поле в образце

2.1.4. Пироотклик в кристаллах различной конфигурации
2.1.5. Обсуждение результатов
2.2. Разработка программного комплекса построения теоретической микрофотографии доменной структуры
2.3. Формирование пироэлектрического изображения в режиме пульсирующего теплового зонда
2.3.1. Моделирование пироэлектрического отклика
2.3.2. Расчет изображения доменной структуры сегнетоэлектриков
Выводы по главе
Глава 3. Пироотклик нелинейного пироэлектрика в окрестности
фазового перехода
3.1. Постановка задачи математического моделирования
3.2. Методика решения задачи
3.3. Анализ влияния пироэлектрических и теплофизических характеристик на форму пиросигнала в области температуры Кюри
3.4. Сопоставление результатов моделирования с экспериментом
3.4.1. Форма пироотклика в одномерном приближении
3.3.2. Экспериментальные результаты
Выводы по главе
Глава 4. Моделирование динамики доменной границы в неоднородном
тепловом поле
4.1. Равновесная конфигурация и динамика доменной границы с закрепленными краями
4.2. Моделирование движения свободной доменной границы
Выводы по главе
Глава 5. Полевые эффекты инжектированного заряда
5.1. Методика инжекционного контакта
5.2. Моделирование поляризационного тока сегнетоэлектрического кристалла
Выводы по главе
Заключение
^ Список литературы
Приложение А. Акт об использовании результатов работы
Приложение Б. Учебно - методическая демонстрационная программа
«Эволюция теплового поля в пространстве»
Приложение В. Листинги компьютерных программы
Приложение Г. Свидетельство об официальной регистрации программы
для ЭВМ

Таким образом, задача моделирования формы пироотклика связана с исследованием влияния диффузионной составляющей на итоговый сигнал при наличии границы. Такими границами могут являться либо граница кристалла, либо доменная граница. Поэтому пироэлектрический сигнал определяется характером теплового поля и расположением границ.
Для того чтобы получить общие представления о поведении модели будем рассматривать в качестве границ S плоские и цилиндрические границы, считая при этом, что плоская граница соответствует междоменной, а цилиндрическая — границе кристалла.
Геометрия модельного образца показана на рис. 2.3. При движении зонда вдоль оси х тепловое поле будет обладать цилиндрической симметрией. Образец представим как полупространство z < 0. Доменная граница имеет вид полуплоскости х = const. Конечную толщину кристалла d можно моделировать плоской границей z = - d либо цилиндрической границей г = d, в последнем случае «тонкий» кристалл будет одновременно «узким».
Рис. 2.3. Схема модельного образца. 1,2- домены с противоположными значениями пирокоэффициентов.
На вставке - геометрическая схема доменной границы.
В нашей модели понятие конечной толщины кристалла относится только к размерам пироактивной области, т.е. к области ненулевого значения у. При расчете теплового поля кристалл будем считать безграничным