Исследование транспорта радиационно-генерированных носителей заряда в полимерах

• Автор: Кундина, Юлия Феликсовна
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 150 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. ПЕРЕНОС ИЗБЫТОЧНЫХ НОСИТЕЛЕЙ ЗАРЯДА В ПОЛИМЕРАХ. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ
Постановка задачи
ГЛАВА 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ТРАНСПОРТА НОСИТЕЛЕЙ ЗАРЯДА В ПОЛИМЕРАХ
2.1 Методика эксперимента
2.2. Исследование транспорта дырок
в молекулярно-допированном полимере
2.3. Исследование транспорта носителей заряда
в полиэтилене низкой плотности
Выводы по 2 главе
ГЛАВА 3. МЕТОД РАСЧЕТА ПЕРЕХОДНОГО ТОКА В СЛУЧАЕ ИМПУЛЬСНОЙ ГЕНЕРАЦИИ НОСИТЕЛЕЙ ЗАРЯДА В ПОЛИМЕРАХ В ПРИБЛИЖЕНИИ
ОДНОРОДНОГО ТВЕРДОГО ТЕЛА
3.1. Расчет переходного тока в методе времени пролета
3.2. Расчет переходного тока в методе нестационарной
радиационной электропроводности
3.3. Расчет переходного тока в методе Мартина-Хирша
Выводы по 3 главе

ГЛАВА 4. ФИЗИКО-МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ПЕРЕНОСА НОСИТЕЛЕЙ ЗАРЯДА В НЕОДНОРОДНОМ ТВЕРДОМ ТЕЛЕ

4.1. Теоретическое обоснование необходимости разработки модели
4.2. Разработка модели
4.3. Расчеты по модели и обсуждение результатов
4.3.1. Влияние изменения дисперсионного параметра
4.3.2. Влияние дополнительных моноэнергетических ловушек
4.3.3. Влияние дополнительных ловушек, экспоненциально распределенных по энергии
4.3.4. Частные случаи влияния приповерхностного слоя
4.4. Сравнение экспериментальных данных с расчетными
Выводы по 4 главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА

ВВЕДЕНИЕ
В настоящее время создаются и интенсивно исследуются новые полимерные материалы с широким спектром физико-механических, электрофизических и фотохимических свойств. Особое место среди них занимают полимеры, электропроводность которых существенно увеличивается под действием света или радиации. Фоточувствителыше полимеры широко применяются в множительной оргтехнике, в различных устройствах оптоэлектроники, интегральной оптики, электрофотографии и т. д. В основе работы перечисленных устройств лежит перенос носителей заряда через слой полимера после их фотогенерации. Подвижность носителей заряда является одним из основных параметров, характеризующих качество фоточувствительных полимеров.
Не менее важная роль отводится полимерам в космической технике. До 90% внешней поверхности космического аппарата покрыто полимерными материалами. К ним предъявляются требования повышенной электропроводности в процессе облучения электронами околоземной космической плазмы для исключения электрических разрядов в результате заряжения полимерных покрытий. И в этом случае подвижность носителей заряда является основным параметром, характеризующим качество полимерных материалов, применяемых в космической технике.
Существуют два основных метода измерения подвижности носителей заряда. Первый - это классический метод времени пролета (ВПМ), использующий приэлектродный способ генерации носителей заряда. Второй связан с регистрацией переходного тока в определенный момент времени после объемной генерации носителей заряда, он получил название метод нестационарной радиационной электропроводности (НРЭ).
Результаты, полученные с использованием этих двух методов, разделили исследователей не две группы. Первая считает, что в полимерах реализуется равновесный транспорт носителей заряда с постоянной
Энергия электронов пучка плавно регулируется от 500 эВ до 50 кэВ.
1) Длительность импульса электронного излучения плавно изменяется в диапазоне (Ю^. ЛО'^с.
2) Мощность дозы электронного излучения может быть выбрана любой в диапазоне (0,1... 10б)Гр/с.
3) Ток в пучке до 3.0 мА;
4) Энергия ускоренных электронов от ~3 до 55 кэВ.
5) Вакуум в рабочей камере, где расположена измерительная ячейка с образцом полимерного материала 2х10‘5 мм рт.ст.
6) Диапазон температур, в котором проводятся измерения РЭ полимеров (150...500)К.
Отличительной чертой разработанной установки является схема компенсации радиационной наводки. Применение этой схемы позволило резко (на два порядка) увеличить чувствительность разработанного метода по сравнению с существующими. Под радиационной наводкой принято понимать мешающий сигнал застревающих в образце электронов, который зависит только от тока пучка.
Для полимеров с невысокой величиной радиационной электропроводности величина радиационной наводки может значительно превышать полезный сигнал и тем самым вносить значительную погрешность в процесс измерений.
Для более полного учета методических факторов было измерено распределение плотности тока пучка электронов в плоскости образца. С этой целью при помощи несложного приспособления перемещали цилиндр Фарадея с ограничивающей диафрагмой диаметром 2 мм в двух взаимно перпендикулярных направлениях по радиусу электронного пучка и регистрировали ток цилиндра в различных точках. Неравномерность плотности пучка по площади образца не превышает 25 % в рабочей области, что вполне удовлетворяет поставленным задачам, поскольку НРЭ всех