Низкочастотные релаксационные процессы в кристаллах триглицинсульфата и полимерных пленках на основе некоторых полигетероариленов различной структурной организации

• Автор: Брадулина, Лариса Геннадьевна
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 112 с. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛ. I. ДИЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ РЕЛАКСАЦИЯ В ТВЕРДЫХ ТЕЛАХ

ГЛ. II. ОБЪЕКТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

§ 2.1. Структура и свойства кристаллов триглицинсульфата

§ 2.2. Структура и свойства полиимидов

§ 2.3. Структура и свойства полиметилметакрилата

§ 2.4. Приготовление образцов

ГЛ. III. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ УСТАНОВКА, ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ

МЕТОДИКИ
§ 3.1. Описание экспериментальной установки
§ 3.2. Метод измерения комплексной диэлектрической
проницаемости
ГЛ. IV. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ § 4.1. Низкочастотная релаксация в окрестности точки Кюри в кристаллах триглицинсульфата с радиационными дефектами и
примесями а - аланина
§ 4.2. Диэлектрическая релаксация в полимерной системе
полиимид-полиметилметакрилат
ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА

ВВЕДЕНИЕ
В последнее время в физике твердого тела повышенное внимание уделяется изучению релаксационных явлений в системах с
неупорядоченными элементами и фазовых переходов в них. Примерами таких сред являются реальные кристаллы и полимеры. Актуальность
изучения механизмов релаксационных явлений определяется
возможностью установления однозначной взаимосвязи элементов
структуры (на молекулярном и надмолекулярном уровнях) с проявляющимися при соответствующих условиях изменениями
макроскопических характеристик.
Важнейшим условием развития электронной техники является повышение быстродействия и эксплуатационной надежности ее элементов, повышения её функциональной сложности при одновременном уменьшении стоимости и массогабаритных показателей. Все это стимулирует развитие и поиск новых направлений исполнения изделий микроэлектроники. Широкое применение электронной отрасли получили диэлектрические материалы. К таким материалам относятся и объекты исследования данной работы - кристаллы триглицинсульфата с примесями и радиационными дефектами и полимерные пленки на основе полиимидов различной структурной организации.
Коротко рассмотрим определившиеся области применения кристаллов ТГС. Наиболее важными для практики являются пироэлектрические свойства. - Применение кристаллов ТГС и в особенности АТГС в пироэлектрических видиконах и пироприемниках [1, 2], где у них практически нет конкурентов. Они незаменимы при инфракрасном картировании. В медицине с помощью ТГС диагностируются скрытые опухоли и воспалительные процессы, включая локализацию тромбов в сосудах и метастазов в лимфоузлах. Огромная

температурочувствительность пироприемников (до 10б В/К) обусловила успех их применения в специализированной аппаратуре для прецизионных теплофизических измерений, в частности теплоемкости и теплопроводности.
Отличительной особенностью полигетероариленов является сочетание высоких тепло- и термостойкостей. Кроме того, для них характерны высокие прочностные показатели, хорошие диэлектрические свойства, высокая химическая и радиационная стойкость. Наибольшее практическое значение имеют полиимиды, полибензилимидазолы, полихиноксалины и др. Полиимиды (ПИ) образуют очень важный класс полимеров, которые также нашли широкое применение во многих областях современной техники. Так, например, полиимидные пленки применяют в качестве прокладочной и обмоточной изоляции для электрических машин, в качестве изоляции для конденсаторов и кабелей, тонкостенных (с толщиной стенки до 0,3 мм) изделий сложной конфигурации, работоспособных до 200-250°С, для изготовления гибких печатных радио-и электронных схем, для мембран топливных насосов и др. Поэтому модификация различных свойств ПИ пленок является важной и перспективной задачей современной техники.
Давно и с успехом применяются для изучения и анализа кинетических свойств диэлектриков и связи их с особенностями строения методы диэлектрической спектроскопии. Результаты этих измерений могут быть использованы для анализа жидкостей, порошков, эмульсий, для контроля процессов полимеризации, окисления, хлорирования и т.д. [3]. Возможность выделить фрагменты структуры, ответственные за формирование диэлектрического отклика при использовании этого метода при направленной химической модификации веществ с целью улучшения

условий выращивания) оказывают сильное влияние на многие свойства кристаллов - спонтанную поляризацию и коэрцитивное поле, пироэффект, процессы переполяризации, диэлектрическую проницаемость и диэлектрические потери, электропроводность, упругие и пьезоэлектрические свойства, внутренне трение и др.
Хотя доменная структура ТГС в значительной степени и зависит от условий выращивания кристалла (в особенности от температуры роста), для большинства кристаллов, не подвергшихся воздействиям электрических и механических полей, домены имеют форму стержней с чечевицеобразным сечением [30], ориентированных в направлении оси У. Домены одного знака ориентации представляют собой как бы поле (матрицу), внутри которого имеются домены противоположной ориентации (рис. 2.5). Воздействие электрического поля и механических напряжений изменяет статическую картину доменов, которые после этих воздействий из стержней преобразуются в пластинки, перпендикулярные оси с кристалла (рис.2.6.) [30]. Современные работы по исследованию доменной структуры сегнетоэлектрических кристаллов ТГС более современным и точным методом, методом атомно-силовой микроскопии [31] подтвердили результаты боле ранних работ. На рис.2.7. Приведено изображение участка поверхности кристалла ТГС. Виден классический линзовидный домен, ориентированный большой осью по направлению а кристаллической решетки. Его размеры составляют по короткой оси 1800 нм, а по длинной - около 4000 нм. Домен выделяется из окружающей матрицы, имеющей противоположную по знаку поляризацию. Внутри стенок этого домена располагаются круглые островки противоположной полярности размером 100-150 нм в диаметре. С них продолжается выжимание меньшей доменной компоненты при естественном старении и (или) переполяризации кристалла в электрическом поле, коллинеарном