Проводимость ионных кристаллов при возбуждении импульсами электронов пикосекундной длительности

• Автор: Швайко, Вячеслав Николаевич
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Кемерово
• Количество страниц: 146 с.

Оглавление
Оглавление
ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТЬ ИОННЫХ КРИСТАЛЛОВ

ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. Подвижность зонных носителей заряда

1.2. Время жизни электронов проводимости, эффективное сечение рекомбинации и захвата

1.3. Неравновесная проводимость ионных кристаллов при возбуждении электронными и рентгеновскими пучками наносекундной длительности
1.4. Неравновесная проводимость щелочногалоидных кристаллов при возбуждении плотными пучками электронов пикосекундной длительности

1.5. Постановка задачи

ГЛАВА 2. ТЕХНИКА И МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТА

2.1. Экспериментальная установкадлйжследования нестационарной проводимости твердых тел гбблЗщцйтиг импульсам и электронов пикосекундной длительности
2.1.1. Функциональная схема установки.
2.1.2. Синхронизация элементов установки
2.2. Ускоритель электронов с разрядникомобострителем.
Измерение импульсов пикосекундной длительности
2.3. Экспериментальные ячейки.
2.3.1. Ячейка для плотностных измерений.
2.3.2. Ячейка для температурных измерений.
2.4. Калибровка измерительной схемы.
2.4.1. Калибровка осциллографов.
2.4.2. Калибровка плотности тока пучка
2.4.3. Калибровка температуры.
2.5. Методика измерения импульсной проводимости.
2.6. Обработка осциллограмм.
2.7. Характеристики исследуемых объектов. Подготовка образцов
2.8. Параметры установки
Диссертация Швайко В.II. Оглавление
ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И
ПРЕДВАРИТЕЛЬНАЯ ОБРАБОТКА.
3.1. Вольтамперные характеристики.
3.2. Временная спектроскопия
3.2.1. Кристаллы с решеткой типа 1МаС1
3.2.2. Кристаллы Сб1 и Сз1Т1.
3.2.3. Кристаллы СбВг.
3.2.4. Кристаллы аА
3.3. Влияние плотности возбуждения на амплитуду проводимости
3.3.1. Кристаллы с решеткой типа С1
3.3.2. Кристаллы с решеткой типа СзС1.
3.3.3. Кристаллы аЛ
3.4. Влияние температуры на амплитуду проводимости
3.4.1. Кристаллы с решеткой типа НаС1.
3.4.2. Кристаллы с решеткой типа СэС
3.4.3. Кристаллы аА
3.5. Основные результаты главы 3
ГЛАВА 4. ОБРАБОТКА И ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ
4.1. Конкретизация модели разделения генетических электроннодырочных пар для интерпретации результатов измерения проводимости ионных кристаллов.
4.2. Радиационноиндуцированная проводимость кристаллов с решеткой типа ЫаС1.
4.3. Радиационноиндуцированная проводимость кристаллов Ся1
4.4. Радиационноиндуцированная проводимость кристаллов СВг.
4.5. Радиационноиндуцированная проводимость кристаллов аА.
4.6. Основные результаты главы 4.
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ.
ЛИТЕРАТУРА


Приведены разработанные автором конструкции экспериментальных ячеек для измерения зависимостей проводимости от плотности возбуждения и температуры. Описаны калибровки измерительной схемы, включающие калибровку длительности разверток и чувствительности осциллофафов, плотности тока пучка, измерения температуры. Для оцифровки изображения осциллограмм, программное обеспечение разработано автором. Для определения амплитудных характеристик применялся метод вольтамперных характеристик ВАХ. Указано использованное программное обеспечение при проведении кинетических измерений и их модернизация, выполненная автором. При измерении длительности импульсов, сравнимым с временным разрешением аппаратуры, использована техника интефала свертки. Приведены характеристики исследуемых объектов и подготовка образцов. В конце главы приведены параметры установки. В третьей главе представлены экспериментальные результаты с предварительной обработкой. Приведены вольтамперные характеристики для кристаллов , , I, , и аА. Представлены результаты временной спектроскопии для всех исследованных кристаллов. Описаны экспериментальные результаты исследования влияния плотности возбуждения и температуры на амплитуду импульса тока проводимости для всех кристаллов. Диссертация Швайко В. II. В четвертой главе проведена конкретизация модели разделения генетических электроннодырочных пар, которая применяется для интерпретации результатов измерения проводимости ионных кристаллов. В рамках модели рассмотрены и интерпретированы результаты измерений для щелочногалоидных кристаллов, проведены количественные оценки некоторых микроскопических параметров. Предложена модель генерации зонных электронов в СэВг. Интерпретированы результаты измерений для аА0з. В конце диссертации приведен раздел Основные результаты и выводы. Диссертация Швайко В. Глава 1. Электропроводность ионных кристаллов обзор литературы. Наличие свободных носителей заряда в диэлектриках при напожении внешнего электрического поля приводит к появлению электрического тока, т. Изучение проводимости диэлектриков имеет большой интерес, как в плане технических приложений, так и с научной точки зрения, т. П, Дц концентрация, заряд, дрейфовая подвижность частицы, участвующей в процессе переноса и дающей вклад в электрический ток. В ионных кристаллах такими частицами являются вакансии, междоузельные ионы, заряженные примеси, электроны и дырки. В обычных условиях ионные кристаллы являются хорошими диэлектриками. Их проводимость не превосходит Омсм1 при комнатной температуре. При повышении температуры возникает ионная проводимость, связанная с движением вакансий, междоузельных ионов и заряженных примесей. При облучении кристаллов мощными пучками электронов или фотонов генерируется большая концентрация неравновесных электронов и дырок, и именно они дают основной вклад в проводимость во время действия облучения и в процессе последующей релаксации благодаря высокой подвижности. При генерации зонных носителей заряда создаются горячие электроны и дырки, которые термализуются за время с 3. Время жизни термализо
Диссертация Швайко В. ЩГК. Именно термализованные носители заряда вносят подавляющий вклад в большинство явлений переноса, если напряженность внешнего поля и плотность возбуждения не достигают очень больших величин. Подвижность зонных дырок в ионных кристаллах много меньше, чем зонных электронов. Поэтому эксперименты по измерению проводимости, в основном, несут информацию о релаксации электронов. Подвижность зонных носителей заряда. В выражение 1. Очевидно, что дрейфовая подвижность не является фундаментальной характеристикой исследуемого объекта, а характеризует лишь конкретный образец и может принимать любые значения в зависимости от концентрации ловушек различного сорта. Фундаментальной характеристикой является истинная микроскопическая подвижность, которая измеряется по эффекту Холла. Холловская подвижность 4 это подвижность, которой обладают электроны в промежутке между двумя последовательными захватами. Холловская и дрейфовая подвижности связаны простым выражением.