Способ определения проводимости сегнетоэлектриков

(19) 11 О 1 К 27/2 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ А ВТОРСНОМУ СВИ ЬСТВУ кото саци по ф изоб спос нагр с ок ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЭОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(71) Уральский лесотехнический институт им. Ленинского комсомола(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРОВОДИМОСТИ СЕГНЕТОЭЛЕКТРИКОВ(57) Изобретение может быть использовано, в частности, при определении проводимости кристаллов. Цель - уп рощение процесса проведения измере ний. Для достижения цели сегнетоэлектрик нагревают до температуры, при которой пирозаряд и поле дост точны для возникновения эмиссии электронов, измеряют зависимость ионного тока во времени, изой определяют константу релаки рассчитывают проводимостьрмуле, приведенной в описанииетения, Устройство, реализующееб, содержит источниксвета,ватель 2, вакуумную камеру 3ом 4, детектор 6 электронов ирометр 7, 2 ил,-Ч(Ц) + 25 а подстановкавыражение редством ОТ Е ----- 8 Р, а 1(12) Изобретение относится к материаловедению, кристаллофизике и физике полупроводников и диэлектриков и может быть использовано при определении проводимости кристаллов.5Целью изобретения является упрощение процесса проведения измеренийСущность способа заключается в слеО дующем.При нагревании сегнетоэлектрика до температуры, при которой происходит эмиссия электронов, для плотности 1(Е) тока эмиссии справедливо выраже ние где 1(Е) - плотность тока на поверхности сегнетоэлектрика;Е - пироэлектрическое поле;0 - прозрачность потенциального барьера на поверхности сегнетоэлектрика,Величина 0 может быть описана пос 4-Г 2 ш(3) здесь Ч(Ю) - функция Нордгейма,которая для полупроводников оценивается как Ч(0) щ 1 - 11 Е 1 иЕД Б = 3,79 10 --- б = 3,79 10 - - -Ф у- ЭФ Енг 45х 0 82 = 3 11 10 --- (4)Ф ЭПриведем расчет с (максвелловское время релаксации). Изменение поля Е(й) во времени вследствие экрани рования в образце удовлетворяет за 50 кону Е - Еехр(-1/") (5) аПусть эмиссионный ток уменьшился: . 55 в е раз Е = Е, ехр(-/"м)(6) следовательно, для 0, и 0 , соответствующих полям Е, и Е , имеем Отношение двух значений эмиссионных токов 1 04 Е 1 0 1/" м- , ---- = - е 0 гбЕг 0 г прологарифмированное при условии, что 1 /1 = е и С =с гдето - кон/-г Устанта релаксации эмиссионного тока дает ЮлеР Ч(У )"мЧ(11 ) и Ч(0) упрощает я-б) 1 "р (и)1= 683 10 ---- -+ 1 з-фФЕ .м откуда следует, что имея значения(- Е), Е и определив ь, можнорассчитывать с , а следовательно,Ли б (проводимость кристалла). Пироэлектрическое поле в сегнетоэлектрике изменяется по закону1,где- пирокоэффициент;5 Т - пирозаряд, являющийсяисточником поля Е, вызывающего эмиссию электронов;а - расстояние кристалл-детектор;1 - толщйна кристалла;а/1 - геометрический фактор;Я, Е - относительная и абсолютная диэлектрические проницаемости.Изменение заряда Ь с учетом экранирования будет1580289 6регистрируется детектором 6 и анализируется спектрометром 7,На фиг.2 представлена зависимостьтока эмиссии от времени, из которой и5определяют величину времени релаксациии далее по формуле+ 1 (15)6 8310 (Ч - 6)"Р6 78 10 1-, (1-ет ) 25 где А = сопя сТаким образом, зная Ь Т Ы и опрелделяя с из экспериментальных данных,находим максвелловское время сд, аследовательно, и проводимость кристалла 5,На фиг,1 приведена блок-схема устройства, реализующего предлагаемыйспособ; на фиг,2 - зависимость токаэмиссии от времени, 35Устройство, реализующее способ,состоит из источника 1 света, нагревателя 2, вакуумной камеры 3 с окном4, в которую помещен сегнетоэлектрический кристалл 5, детектора 6 элект- фронов, спектрометра 7.Детектор 6 электронов представляет собой шевронный умножитель на осногде К= 1/мПри линейном нагреве= А Т/0(,в результате подстановки изменениеЕ определяется како мЕ=- -- - ( -е )Я а 11 Якт( е.4 Ы 6 м)фм где Т - величина температуры перегрева сегнетоэлектрическогокристалла,скорость изменения температуры;Г - диэлектрическая проницаемостьР - диэлектрическая проницаемость вакуума;а - величина зазора кристаллдетектор;1 - толщина кристалла в полярном направлении,определяют проводимость 5Формула изобретенияСпособ определения проводимостисегнетоэлектриков, включающий нагреви стабилизацию температуры о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с цельюупрощения процесса проведения измерений нагревают сегнетоэлектрик до температуры, при которой пирозаряд и поледостаточны для возникновения эмиссииэлектронов, измеряют зависимостьэмиссионного тока во времени (Т),из которой определяют константу релаксации 2 и рассчитывают проводимость б по соотношениюа 1 0 45л где Е 50 а 1 ве микроканальных пластин ИКП. Эмиссионный ток регистрируется с помощью спектрометра 7 "КоЬоегоп 1120050 . Изменение температуры образца осуществляется с помощью нагревателя 2.Способ осуществляется следующим образом.Источник 1 света облучает сегнетоэлектрический кристалл 5, вызывая появление на его гранях пироэлектрического заряда, с помощью нагревателя 2 осуществляется нагрев сегнетоэлектрического кристалла 5. При этом появляется ток эмиссии, который1580289 00 8,с с тука дактор ректор С.Черни дписно изводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород агарина, 101 оставитель В екарь Техред И.ДидыЗаказ 2009 Тираж 557ВНИИПИ Государственного комитета по иэоб113035, Москва, Ж, Ра тениям и открытиям при ГКНТ СССская наб., д, 4/5