Часть II. Глава 6. Процессы, наблюдаемые в диэлектриках в области сверхсильных электрических полей
минесценции в 6 эВ. Если есть такие электроны, то они могут ускориться полем и дальше и произвести ударную ионизацию, что и подтверждается энергетическими спектрами электронов, эмитированных через полупрозрачный металлический анодный электрод в вакуум. Было показано, что яркость свечения с увеличением концентрации активатора изменяется по нарастающей кривой с максимумом. Снижение квантового выхода свечения при росте концентрации активатора объясняется уменьшением энергии электронов за счет дополнительного рассеяния на активаторных центрах. Все эти экспериментальные факты также подтверждают наличие «горячих» электронов в ЩГК в сверхсильных электрических полях и протекание процессов ударного возбуждения и ионизации электронами.
6.4. Дислокации и трещины в ЩГК перед пробоем
При воздействии электрического поля в диэлектрике возникают механические напряжения. Некоторые ученые пытались определить появление дислокаций перед пробоем. Однако определенных результатов первоначально получено не было. Только с появлением технологии приготовления микронных слоев диэлектрика в ЩГК перед пробоем было обнаружено появление дислокаций. На рис. 6.9, б показаны микрофотографии ямок травления поверхности слоя NaCl. Видно, что после воздействия электрического поля появляются дополнительные дислокации.
Исследования изменения плотности дислокаций под действием электрического поля показали (рис. 6.8), что на изменение плотности дислокаций влияет не только время нахождения образца в электрическом поле, но и изменение направления поля. При периодическом изменении направления электрического поля (переполюсовка) интенсивность дефектообразования меньше, чем в измерениях с одной полярностью напряжения. Кроме того, было установлено, что с понижением температуры начало интенсивной генерации дислокаций смещается в область более сильных полей.
143
Часть II. Глава 6. Процессы, наблюдаемые в диэлектриках в области сверхсильных электрических полей
Анализ полученных результатов (смещение начала интенсивной генерации дислокаций в область более сильных полей с уменьшением времени воздействия поля и снижением температуры, а также при подаче на образец поочередно импульсов напряжения прямой и обратной полярности) позволяет сделать вывод, что генерация дислокаций в сильном электрическом поле обусловлена их движением под действием кулоновских сил (полевой механизм), т.е. под действием пондермоторной силы
Рис. 6.9. Микрофотография поверхности тонкого слоя NaCl после трав-
ления: а – до приложения электрического поля к слою; б – при напряженно-
сти электрического поля Е = 3.2.108 В/м; в – при напряженности поля Е = 3.6.108 В/м.
Длительность воздействия электрического поля τ = 100 мкс. Новым дислокациям соответствуют маленькие ямки травления
F = |
εE |
2 |
. |
(6.1) |
2 |
|
|||
|
|
|
|
|
С.Г. Еханин |
проанализировал более подробно механизм образо- |
|||
вания дислокаций в сверхсильном электрическом поле и показал, что образуются не только краевые, но и винтовые дислокации. Если исходить из представления о том, что любые дислокации вызывают разрыхление кристалла в каком-то направлении, то происходило бы расширение пробивного канала. Однако это не наблюдалось. Вместе с тем в кристаллах в сверхсильных полях было обнаружено развитие трещин, что, по-видимому, связано со слиянием дислокаций.
144