Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Физико-математические науки
Физика конденсированного состояния

Диссертационная работа:

Сидоркин Андрей Александрович. Кинетика эмиссии электронов из сегнетоэлектриков : Дис. ... канд. физ.-мат. наук : 01.04.07 : Воронеж, 2003 97 c. РГБ ОД, 61:04-1/495

смотреть содержание
смотреть введение
Содержание к работе:

ВВЕДЕНИЕ 4

ГЛАВА I. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР 9

1.1.Общие сведения об электронной эмиссии из твердых тел 9

  1. Эмиссия электронов из сегнетоэлектрических материалов. Общие закономерности 14

  2. Фото- и термостимулированная эмиссия электронов из сегнетоэлектриков 15

  3. Возникновение эмиссии электронов при фазовых переходах.... 21

  4. Возникновение эмиссии электронов при пьезоэлектрическом эффекте 28

  5. Эмиссия электронов, возбуждаемая переполяризацией 29

  6. Распределение энергии электронов 34

  1. «Сильная» эмиссия электронов из сегнетоэлектриков 35

  2. Природа эмиссии электронов из сегнетоэлектриков 37

ГЛАВА 2. КИНЕТИКА ЭЛЕКТРОННОЙ ЭМИССИИ 41

2.1.Описание методики исследования, эксспериментальной

установки и объекта исследования 41

  1. Кинетика электронной эмиссии из сегнетоэлектрического кристалла ТГС 44

  2. Релаксация электронной эмиссии из кристаллов ТГС с дефектами 49

ГЛАВА 3. ВЛИЯНИЕ СКОРОСТИ НАГРЕВА НА ЭМИССИЮ

ЭЛЕКТРОНОВ ИЗ СЕГНЕТОЭЛЕКТРИКОВ 57
3.1. Термостимулированная эмиссия электронов в

параэлектрической фазе номинально чистого кристалла ТГС,

нагреваемого с большой скоростью 57

  1. Термостимулированная эмиссия электронов в параэлектрической фазе кристалла ТГС с примесью хрома, нагреваемого с большой скоростью 64

  2. Термостимулированная эмиссия электронов из кристаллов ТГС

с примесью никеля 70

ГЛАВА 4. ВЛИЯНИЕ ЧАСТОТЫ ПЕРЕКЛЮЧАЮЩЕГО ПОЛЯ НА
ПАРАМЕТРЫ ЭМИССИИ ЭЛЕКТРОНОВ ИЗ
СЕГНЕТОЭЛЕКТРИКОВ 75

  1. Влияние частоты переключающего поля на пороговое поле эмиссии 75

  2. Частотная зависимость коэрцитивного поля в сегнетоэлектриках 78

ВЫВОДЫ 84

ЛИТЕРАТУРА 85

Введение к работе:

Актуальность темы.

Среди различных методов исследования поверхности материалов важное место занимает эмиссия электронов, представляющая как научный, так и практический интерес. Изучение особенностей кинетики эмиссионных процессов в сегнетоэлектриках позволяет глубже понять механизм эмиссии в этих материалах. Кроме того, знание основных кинетических закономерностей позволяет целенаправленно влиять на параметры эмиссионного тока и, значит, говорить о перспективах использования сегнетоэлектрических материалов в качестве холодных эмиттеров.

К моменту выполнения настоящей работы целый ряд вопросов в изучении эмиссии электронов из сегнетоэлектриков оставался нерешенным. Несмотря на наличие достаточно продуктивных гипотез, предложенных для объяснения эмиссионных процессов в указанных материалах, оставалось еще немало вопросов, которые нуждались в проведении дополнительных исследований.

Исследование кинетических закономерностей эмиссии в сегнетоэлектрических материалах проводилось ранее только для фиксированных температур, где основное внимание было сконцентрировано на изучение величины эмиссионного сигнала.

В то же время оставался неясным один из ключевых вопросов эмиссии электронов в сегнетоэлектриках - об условиях наблюдения эмиссии и, в частности, о температурном интервале существования эмиссии. В настоящей работе исследовано температурное поведение времени релаксации эмиссии в сегнетоэлектриках. Подробно изучено влияние скорости нагрева образца на величину и границы температурного интервала, в котором регистрируется указанная эмиссия. В заключительной части работы рассмотрено влияние на основные параметры эмиссионного процесса в сегнетоэлектриках частоты переполяризующего поля.

Цель и задачи исследования. Целью настоящей работы является уточнение природы эмиссии электронов из сегнетоэлектриков посредством изучения кинетики электронной эмиссии. В соответствии с поставленной целью были сформулированы следующие основные задачи данной работы:

изучение временных зависимостей эмиссионного тока в номинально чистом и легированном примесями кристаллах триглицинсульфата;

изучение влияния скорости нагрева образца на параметры эмиссионного тока;

изучение влияния частоты переключающего поля на коэрцитивное поле и пороговое поле эмиссии в сегнетоэлектриках.

Научная новизна. Все основные результаты данной работы являются новыми. В ней впервые исследовано температурное поведение времени релаксации эмиссии электронов в различных сегнетоэлектрических материалах. Изучены закономерности возникновения электронной эмиссии в неполярной фазе сегнетоэлектрика и предложен механизм ее возникновения. Показана ведущая роль зарядов экранирования спонтанной поляризации в возникновении эмиссии в парафазе. Рассчитана частотная зависимость коэрцитивного поля в рамках механизма бокового движения доменных границ. Показано, что частотная зависимость порогового поля эмиссии может быть объяснена соответствующей зависимостью коэрцитивного поля материала.

Научные положения, выносимые на зашиту.

  1. Эмиссионный сигнал в сегнетоэлектриках возникает только в процессе изменения макроскопической поляризации образца и спадает по экспоненциальному закону при стабилизации температурного или полевого воздействия.

  2. Температура исчезновения эмиссии электронов из сегнетоэлектриков не

обязательно совпадает с точкой Кюри Тс. Она может быть как меньше, так и больше Тс в зависимости от скорости нагрева образца. Наличие эмиссии выше точки Кюри подтверждает активную роль в эмиссионных процессах зарядов экранирования спонтанной поляризации.

  1. Величина температурного интервала затягивания эмиссии в парафазу определяется временем максвелловской релаксации зарядов экранирования и может меняться за счет изменения проводимости в дефектном материале.

  2. Пороговое поле эмиссии коррелирует с коэрцитивным полем материала. Растущая частотная зависимость указанных полей связана с активационными процессами, контролирующими переполяризацию сегнетоэлектриков.

Научная и практическая значимость работы.

Основными результатами диссертационной работы является выявление факторов, влияющих на релаксацию эмиссионного тока, на температурный интервал существования эмиссии и частотную зависимость порогового поля эмиссии в сегнетоэлектриках. Указанные параметры могут быть изменены путем изменения материала используемого сегнетоэлектрика, температуры и степени его дефектности. В связи с этим появляется возможность целенаправленного изменения параметров эмиссионного тока, таких как величина температурного интервала существования эмиссии, значение эмиссионного тока, его релаксационные характеристики, что важно для практического применения данного эффекта.

Апробация работы.

Основные результаты работы докладывались и обсуждались на 9-й и 10-й Европейских конференциях по сегнетоэлектричеству (Прага, Чехия, 1999; Кэмбридж, Великобритания, 2003), 10-й Международной конференции по сегнетоэлектричеству (Мадрид, Испания, 2001), 14-й Международной конференции по вакуумной микроэлектронике (Калифорния, США, 2001), 7-

й Российско/СНГ/Балтийско/Японском Симпозиуме по сегнетоэлектричеству
(С.-Петербург, Россия, 2002), 4-ой ШЕЕ Международной конференции по
вакуумным электронным источникам (Саратов, Россия, 2002), 6-й
Европейской конференции по применению полярных диэлектриков (Авьеру,
Португалия, 2002), 7-м Международном симпозиуме по доменам в
ферроиках и мезоскопическим структурам (Жьен, Франция, 2002), XV и XVI
Всероссийских Конференциях по физике сегнетоэлектриков (Ростов-на-
Дону, 1999; Тверь, 2002), V Международном конгрессе по математическому
моделированию (Дубна, Russia, 2002), IV Международной Научно-
технической конференции «Электроника и информатика - 2002» (Москва,
2002), 4-ом Международном семинаре по физике сегнетоэластиков
(Воронеж, 2003), пятой, седьмой и восьмой Всероссийских научных
конференциях студентов - физиков и молодых ученых (Екатеринбург, 1999;
Екатеринбург - Санкт-Петербург, 2001; Екатеринбург, 2002), XIV
Международном совещании по рентгенографии минералов (Санкт-
Петербург, 1999), Втором Всероссийском семинаре "Нелинейные процессы
и проблемы самоорганизации в современном материаловедении" (Воронеж,
1999), Международной научно-технической конференции «Межфазная
релаксация в полиматериалах» (Москва, 2001), Международной научно-
практической конференции «Фундаментальные проблемы
радиоэлектронного приборостроения» (Москва, 2003), Международной
научно-практической школы-конференции «Пьезотехника - 2003» (Москва,
2003).

Публикации и вклад автора.

Основное содержание диссертации опубликовано в 13 научных статьях. Автором получены все основные экспериментальные результаты и проведены теоретические расчеты. Обсуждение полученных результатов проводилось совместно с научным руководителем д.ф.-м.н., проф. Дрождиным С.Н. и к.ф.-м.н. доц. Миловидовой С.Д.

Объем и структура диссертации.

Диссертация состоит из введения, четырех глав, выводов и списка цитируемой литературы. Работа изложена на 97 страницах машинописного текста, иллюстрирована 30 рисунками и содержит 1 таблицу. Библиографический раздел включает 126 наименований.

Подобные работы
Батурин Иван Сергеевич
Особенности кинетики доменной структуры при циклическом переключении поляризации в сегнетоэлектриках
Евдокимов Кирилл Евгеньевич
Интенсивная электронная эмиссия диэлектрика, индуцированная наносекундной инжекцией пучка электронов умеренной и высокой плотности тока
Мелешко Евгений Сергеевич
Транспортные модели в теории переноса и эмиссии электронов малых и средних энергий
Седов Александр Викторович
Эмиссия электронов с поверхности полупроводников, стимулированная электрическим полем и гетерогенной химической реакцией
Хорошилова Маргарита Вячеславовна
Эмиссия горячих электронов через межфазные границы металл-полупроводник и полупроводник-газ
Фролов Алексей Валерьевич
Исследование кинетики деформации и разрушения конструкционных материалов методом акустической эмиссии
Мастепанов Михаил Алексеевич
Кинетика газообмена в профиле сфагнового болота (От метаногенеза к эмиссии)
Ермошина Марина Сергеевна
Математическое моделирование эмиссии электронов из острийных катодов сложной конфигурации

© Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
info@lib.ua-ru.net