ЗАКЛЮЧЕНИЕ

При изложении материала данного учебного пособия авторы преследовали две основные цели:

формирование у студентов общих теоретических представлений в области современного материаловедения, о способах, методах

иприемах управляемого воздействия на фазовый состав, структуру

исвойства материалов;

развитие современного физико-химического мышления, необходимого для успешного изучения последующих дисциплин и решения разнообразных технических, технологических и исследовательских задач, возникающих при разработке, конструировании, производстве и эксплуатации электронных средств.

В пособии не освещены вопросы, связанные с проводниковыми, полупроводниковыми и магнитными материалами, поскольку они традиционно изучаются в рамках специальных дисциплин и изложены в многочисленных учебниках и учебных пособиях. Не рассмотрены и активные диэлектрики. Это будет сделано во второй части учебного пособия.

Представленный в учебном пособии материал можно считать минимально необходимым для понимания общих физических и физикохимических закономерностей, определяющих свойства диэлектрических материалов микро- и наноэлектроники.

255

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1.Поплавко, Ю. М. Физика активных диэлектриков / Ю. М. Поплавко, Л. П. Переверзева, И. П. Раевский. – Ростов н/Д. :

Изд-во ЮФУ, 2009. – 480 c.

2.Серебряков, А. С. Материаловедение. Электроизоляционные материалы / А. С. Серебряков. – М. : МИИТ, 2009. – 159 с.

3.Физика диэлектриков / Г. А. Воробьёв, Ю. П. Похолков, Ю. Д. Королёв, В. И. Меркулов. – Томск : Изд-во ТПУ, 2003. – 244 с.

4.Тареев, Б. М. Электрорадиоматериалы / Б. М. Тареев, Н. В. Короткова, В. М. Петров. – М. : Высш. шк., 1978. – 336 с.

5.Сорокин, В. С. Материалы и элементы электронной техники / В. С. Сорокин, Б. Л. Антипов, Н. П. Лазарева. – М. : ИЦ «Академия», 2006. – 448 с.

6.Антипов, Б. Л. Материалы электронной техники / Б. Л. Антипов, В. С. Сорокин, В. А. Терехов. – СПб. : Лань, 2003. – 208 с.

7.Петров, К. С. Радиоматериалы, радиокомпоненты и электроника / К. С. Петров. – СПб. : Питер, 2006. – 522 с.

8.Теория диэлектриков / Н. П. Богородицкий, Ю. М. Волокабинский, А. А. Воробьёв, Б. М. Тареев. – Л. : Энергия, 1965. – 344 с.

9.Орешкин, П. Т. Физика полупроводников и диэлектриков /

П. Т. Орешкин. – М. : Высш. шк., 1977. – 478 с.

10.Томилин, В. И. Физико-химические и термодинамические основы материалов и технологий электронных средств / В. И. Томилин, Н. П. Томилина. – Красноярск : ИПЦ КГТУ, 2004. – 440 с.

11.Барыбин, А. А. Физико-технологические основы макро-, микро- и наноэлектроники / А. А. Барыбин, В. И. Томилин, В. И. Шаповалов. – М. : Физматлит, 2011. – 790 с.

12.Перлин, Е. Ю. Физика твердого тела. Оптика полупроводников, диэлектриков, металлов / Е. Ю. Перлин. – СПб. : СПбГУ ИТМО, 2008. – 216 с.

13.Готтштайн, Г. Физико-химические основы материаловедения / Г. Готтштайн. – М. : Изд-во «БИНОМ», 2009. – 216 с.

256

Приложение

ПРИЛОЖЕНИЕ

КРАТКИЙ ТЕРМИНОЛОГИЧЕСКИЙ СЛОВАРЬ

Активный диэлектрик – диэлектрик, свойствами которого можно управлять с помощью внешних энергетических воздействий. Активные диэлектрики можно использовать для создания функциональных элементов электроники, позволяющих осуществить генерирование, преобразование или усиление электрических сигналов.

Актюатор – подсистема, передающая воздействие с управляющего устройства на объект управления.

Аллотрóпия (от греч. allos – другой и tropos – поворот, свойство) – существование одного и того же химического элемента в виде двух и более простых веществ, различных по строению и свойствам (так называемых аллотропических модификаций или аллотропических форм).

Аморфное состояние – состояние вещества, характеризуемое наличием ближнего и отсутствием дальнего порядка в строении и точки плавления, изотропией свойств.

Анизотропия (от греч. anisos – неравный и tropos – свойство) – неодинаковость физического свойства тела (например, теплопроводности, электропроводности, скорости распространения света и др.) по различным направлениям внутри этого тела. Анизотропия свойственна материалам с упорядоченным расположением частиц, т. е. с наличием кристаллической решетки.

Анионы – отрицательно заряженные ионы. Антисегнетоэлектрик – диэлектрик, самопроизвольно перехо-

дящий при определенной температуре в такое состояние с упорядоченным распределением диполей, что спонтанная поляризованность остается равной нулю.

Время релаксации – время, за которое какой-либо параметр уменьшается в е раз, т. е. приблизительно в 2,7 раза (е – основание натуральных логарифмов).

Вынужденная поляризация – поляризация, возникающая в активных диэлектриках не из-за воздействия на них электрического по-

257

Приложение

ля, а по другим причинам: вследствие механических воздействий, изменения температуры, действия излучений и др.

Гетерозаряд – заряд, формируемый в диэлектрике при получении из него электрета за счет смещения в сторону поляризующего электрода собственных зарядов диэлектрика, как связанных, так и свободных. Разность гетерозарядов и гомозарядов определяет результирующий заряд поверхности электрета.

Гистерезис (от греч. hysterēsis – отставание, запаздывание) – отставание, запаздывание во времени реакции тела от вызывающего ее внешнего воздействия, причем изменение состояния тела отстает от изменения внешних условий даже при очень медленном их изменении.

Гомозаряд – заряд, перешедший в диэлектрик при преобразовании его в электрет из поляризующего электрода или из воздушного зазора между этим электродом и поверхностью диэлектрика. Знак гомозаряда совпадает со знаком напряжения на прилегающем поляризующем электроде.

Графен – планарная структура, представляющая собой двумерный кристалл, который состоит из одиночного слоя атомов углерода, собранных в гексагональные ячейки.

Дефекты линейные (одномерные) – нарушения периодичности кристаллической структуры в одном измерении, простирающиеся вдоль некоторой линии на расстояние, сравнимое с размером кристалла.

Дефекты объемные – дефекты макроскопического масштаба (трехмерные): трещины, полости и включения инородной фазы.

Дефекты поверхностные (двухмерные) – дефекты, имеющие макроскопическую протяженность, соизмеримую с размерами кристалла, одновременно в двух измерениях.

Дефекты точечные (нульмерные) – дефекты, вызванные на-

рушениями структуры, локализованными в ее отдельных точках, с размерами микроскопического масштаба, не превышающими нескольких периодов решетки по каждому из трех измерений.

Диссипация энергии (лат. dissipatio – рассеивание) – переход энергии упорядоченных процессов (например, кинетической энергии движущегося тела, энергии электрического тока и т. п.) в энергию неупорядоченных процессов (теплоту).

Диэлектрик – вещество, обладающее очень малой электропроводностью благодаря способности к поляризации и возможности существования в нем электростатического поля.

258

Приложение

Диэлектрик активный – диэлектрик, способный генерировать, преобразовывать или усиливать электрические сигналы в электрической цепи.

Диэлектрик неполярный – диэлектрик, не содержащий способные к переориентации во внешнем электрическом поле электрические диполи.

Диэлектрик полярный – диэлектрик, содержащий электрические диполи, способные к переориентации во внешнем электрическом поле.

Диэлектрическая восприимчивость – параметр, характери-

зующий способность вещества к электрической поляризации.

Диэлектрическая дисперсия – изменение относительной ди-

электрической проницаемости при изменении частоты приложенного электрического поля.

Диэлектрическая дисперсия резонансная – диэлектрическая дисперсия, при которой в частотной характеристике относительной диэлектрической проницаемости имеются участки как понижения, так и повышения.

Диэлектрическая дисперсия релаксационная – диэлектриче-

ская дисперсия, при которой относительная диэлектрическая проницаемость монотонно снижается с ростом частоты.

Диэлектрические потери – часть энергии переменного электрического поля в диэлектрической среде, которая переходит в тепло.

Диэлектрическая проницаемость – физическая величина, опи-

сывающая взаимное влияние электрического поля и диэлектрической среды и характеризующая способность диэлектрического материала поляризоваться под действием поля, снижая поле внутри материала.

Диэлектрическая проницаемость дифференциальная – вели-

чина, равная производной электрического смещения по напряженности внешнего электрического поля.

Диэлектрическая проницаемость комплексная – величина,

равная отношению комплексной абсолютной диэлектрической проницаемости к электрической постоянной.

Диэлектрическая проницаемость комплексная абсолютная –

величина, равная отношению комплексной амплитуды электрического смещения к амплитуде напряженности воздействующего синусоидального электрического поля.

Диэлектрическая проницаемость начальная – диэлектриче-

ская проницаемость при амплитуде напряженности электрического поля, стремящейся к нулю.

259

Приложение

Диэлектрическая проницаемость реверсивная – проницае-

мость в переменном электрическом поле при одновременном наложении постоянного или медленно меняющегося электрического поля.

Диэлектрическая проницаемость эффективная – величина,

равная отношению эффективных значений плотности тока к напряженности электрического поля, деленному на частоту этого поля.

Домен – область материала, в пределах которой сохранено определенное направление параллельной ориентации магнитных моментов в сильномагнитных материалах или дипольных моментов в активных диэлектриках.

Доменная стенка – переходная область, разделяющая два домена, в пределах которой поляризованность (намагниченность) изменяет свое направление от направления, соответствующего одному домену, до направления, соответствующего другому домену.

Дрейфовый механизм переноса заряда – механизм переноса заряда при электропроводимости, при котором бóльшую часть времени носители заряда затрачивают на движение (в том числе на ускоренное движение в электрическом поле), а меньшую – на соударения и рассеивание на других частицах.

Изотропия – одинаковость свойств объектов (пространства, вещества и др.) по всем направлениям.

Индексы Миллера – кристаллографические индексы, характеризующие расположение атомных плоскостей в кристалле.

Индуцированный электрический момент – электрический момент, обретаемый системой связанных зарядов под действием внешнего электрического поля.

Ион (от греч. ion – идущий) – электрически заряженная частица, образующаяся при потере или приобретении избыточных электронов атомами или группами атомов.

Ионизация ударная – увеличение числа электронов и ионов в промежутке между электродами за счет столкновения электронов, обладающих повышенной энергией, с нейтральными молекулами.

Ионогены (см. ион + genes – рождающийся, рожденный) – вещества, образующие ионы только при взаимодействии друг с другом.

Ионофоры (см. ион + phoros – несущий) – вещества, имеющие преимущественно ионную связь между частями молекулы.

Катионы – положительно заряженные ионы.

Коллоидные системы – дисперсные системы, представляющие собой смесь двух фаз, одна из которых в виде мелких твердых частиц

260

Приложение

или мелких капелек жидкости (дисперсная фаза) взвешена во второй фазе – жидкости (дисперсионная среда).

Координационное число атома (иона) – число ближайших од-

нотипных атомов (ионов) в кристаллической структуре.

Коэффициент диэлектрических потерь – мнимая часть ком-

плексной относительной диэлектрической проницаемости; величина, равная произведению относительной диэлектрической проницаемости на тангенс угла диэлектрических потерь.

Коэффициент запаса электрической прочности – величина,

равная отношению пробивного напряжения диэлектрика к номинальному значению электрического напряжения.

Коэффициент импульса пробивного напряжения – отноше-

ние импульсного пробивного напряжения диэлектрика к его статическому пробивному напряжению.

Кривая ионизации диэлектрика – графическое изображение зависимости тангенса угла диэлектрических потерь от напряжения, приложенного к диэлектрику, при постепенном возрастании этого напряжения.

Кристаллическое состояние – состояние вещества, характеризуемое периодической повторяемостью строения в трех измерениях (многомерный дальний порядок), наличием точки плавления и (в большинстве случаев) анизотропией свойств.

Линейные материалы – материалы, параметры которых остаются неизменными при изменении амплитуды напряженности электрического или магнитного полей, воздействующих на материал.

Линейные полимеры – полимеры, молекулы которых представляют собой цепочки из повторяющихся звеньев (мономеров); причем длина молекулы может в тысячи раз превосходить ее поперечный размер.

Межмолекулярные силы – силы взаимодействия электрически нейтральных молекул или атомов, имеющего электрическую природу и складывающегося из сил притяжения и сил отталкивания.

Микросистемы – информационно-управляющие системы различного назначения, структурно объединяющие подсистемы сбора и обработки информации, вырабатывающие воздействия на исполнительные устройства и далее – на объект управления.

Микроэлектромеханические системы – устройства, объе-

диняющие в себе микроэлектронные и микромеханические компоненты.

261

Приложение

Мицелла – структурная коллоидная единица, представляющая собой частицу дисперсной фазы, окруженную двойным электрическим слоем.

Молион – заряженная макроскопическая частица твердого вещества в жидкой среде. Заряд молиона обусловлен избирательной адсорбцией поверхностью частицы из раствора ионов одного знака. Являясь носителем заряда и отталкиваясь от соседних одноименно заряженных частиц, молион не оседает на дно сосуда и не всплывает на поверхность основного жидкого диэлектрика. Молионы образуются в суспензиях (частицы твердой фазы взвешены в жидкости) и эмульсиях (капельки одной жидкой фазы взвешены в объеме другой). Если диэлектрическая проницаемость дисперсной фазы больше, чем у дисперсионной среды, то молион заряжен положительно; в противном случае – отрицательно.

Моноэлектрет – электрет, имеющий во всём объеме заряд одного знака. Не является аналогом постоянного магнита, поскольку магнит имеет два полюса и его аналогом можно считать только электрет с разноименными зарядами на противоположных поверхностях.

Нанотрубка – молекула, представляющая собой полый цилиндр с диаметром около нанометра и длиной несколько десятков микрон.

Наноэлектромеханические системы – устройства, объеди-

няющие в себе электронные и механические компоненты размером до

100 нм.

Нелинейные материалы – материалы, параметры которых изменяются при изменении амплитуды напряженности электрического или магнитного полей, воздействующих на материал.

Объемный сквозной ток – сквозной ток через объем диэлектрика.

Объемное электрическое сопротивление – величина, обратная объемной электрической проводимости диэлектрика.

Основная кривая поляризации сегнетоэлектрика – геомет-

рическое место вершин симметричных относительно начала координат частных петель гистерезиса, полученных для разных амплитуд изменения напряженности поля Е в координатах ЕD. По основной кривой поляризации сегнетоэлектрика определяют его диэлектрическую проницаемость.

Остаточная поляризация – поляризация, возникающая в твердом диэлектрике при активирующем воздействии (нагревание, осве-

262

Приложение

щение и т. п.) в присутствии внешнего электрического поля и затем сохраняющаяся на более или менее длительный срок после снятия поля и устранения активирующего воздействия. В результате диэлектрик становится электретом.

Параэлектрики – нелинейные диэлектрики, относительная диэлектрическая проницаемость которых подчиняется закону Кюри – Вейеса. Параэлектрики обычно становятся сегнетоэлектриками при температурах выше точки Кюри.

Пассивные диэлектрики – материалы, применяемые в электронной технике, радиотехнике и приборостроении в качестве электроизоляционных материалов и материалов для изготовления конденсаторов, емкостью которых нельзя управлять (для изготовления управляемых конденсаторов применяют активные диэлектрики).

Первичный пироэффект – температурное изменение самопроизвольной поляризации, вызванное главным образом тепловым разупорядочением диполей.

Период кристаллической решетки– расстояние между узлами кристаллической решетки.

Петля гистерезиса – замкнутая кривая, получаемая в координатах «поляризованность (электрическая индукция) – напряженность электрического поля», а также «намагниченность (магнитная индукция) – напряженность магнитного поля», при циклическом изменении напряженности поля.

Пирокоэффициент – коэффициент пропорциональности, связывающий приращение температуры пироэлектрика с приращением его спонтанной поляризованности, вызванным этим изменением температуры.

Пироэлектрики – кристаллические диэлектрики, обладающие самопроизвольной поляризацией.

Пироэлектрическая поляризация – изменение самопроиз-

вольной поляризации пироэлектриков при достаточно быстром изменении их температуры.

Пироэлектрический эффект – появление электрических зарядов на поверхности пироэлектриков при их нагревании или охлаждении, обусловленное изменением существующей в них самопроизвольной поляризации при изменении температуры.

Пи-связь (π-связь) – связь, образованная перекрыванием электронных облаков по обе стороны от оси, проходящей через ядра атомов.

263

Приложение

Поверхностное электрическое сопротивление диэлектрика –

величина, обратная поверхностной электрической проводимости диэлектрика.

Поверхностный сквозной ток – сквозной ток по поверхности твердого диэлектрика, соприкасающейся с газообразным или жидким диэлектриком.

Подвижность носителей заряда – коэффициент пропорцио-

нальности между скоростью носителей заряда и напряженностью поля. Полимеры – молекулярные соединения, молекулы которых со-

стоят из структурно повторяющихся звеньев – мономеров.

Полиморфизм – свойство некоторых веществ	существовать
в нескольких кристаллических фазах, отличающихся	симметрией
и типом структуры.

Политипизм – свойство кристаллов образовывать структуры из одних и тех же слоев, но с разной последовательностью их чередования.

Поляризация – образование индуцированного дипольного момента в диэлектрике под воздействием внешнего электрического поля.

Поляризация дипольная – электрическая поляризация, обусловленная преимущественной ориентацией электрических моментов диполей в одном направлении в диэлектрике.

Поляризация доменная – электрическая поляризация сегнетоэлектрика, обусловленная преимущественной ориентацией доменов в одном направлении.

Поляризация ионная – электрическая поляризация, обусловленная упругим смещением разноименно заряженных ионов относительно положения равновесия в диэлектрике.

Поляризация миграционная – электрическая поляризация неоднородного диэлектрика, обусловленная перераспределением свободных зарядов в его объеме.

Поляризация остаточная – электрическая поляризация, сохраняющаяся после прекращения внешних воздействий на диэлектрик.

Поляризация пьезоэлектрическая – электрическая поляриза-

ция, возникающая в диэлектрике под действием механических напряжений.

Поляризация спонтанная – электрическая поляризация, возникающая в диэлектрике самопроизвольно, без внешних воздействий.

Поляризация электронная – электрическая поляризация, обусловленная упругим смещением и деформацией электронных оболочек относительно ядер в диэлектрике.

264

Приложение

Поляризуемость частицы – коэффициент, связывающий индуцированный дипольный момент (микроскопический параметр) c напряженностью внешнего поля частицы (макроскопический параметр).

Поляризованность – векторная величина, определяющая интенсивность поляризации диэлектрика и равная сумме всех элементарных моментов в единице объема вещества. Является количественной характеристикой диэлектрика.

Полярон – квазичастица, состоящая из электрона и поляризованной им окружающей среды. Это электрон проводимости, движущийся в кристалле диэлектрика внутри потенциальной ямы, возникающей вследствие поляризации и деформации кристаллической решетки этим электроном. Электрон вынужден перемещаться под действием электрического поля вместе с поляризованной и деформированной частью кристаллической решетки. Подвижность полярона в тысячи раз меньше подвижности электрона, не связанного с поляризованной им частью кристаллической решетки. Эффективная масса полярона значительно больше, чем эффективная масса электрона.

Потери гистерезисные – часть диэлектрических потерь, обусловленная переориентацией доменов диэлектрика.

Потери ионизационные – часть диэлектрических потерь, обусловленная ионизацией диэлектрика в электрическом поле.

Потери на электропроводность – часть диэлектрических по-

терь, обусловленная сквозным током диэлектрика.

Потери резонансные – часть диэлектрических потерь, обусловленная резонансной диэлектрической дисперсией.

Потери релаксационные – часть диэлектрических потерь, обусловленная релаксационной диэлектрической дисперсией.

Потери удельные диэлектрические – диэлектрические потери,

приходящиеся на единицу объема диэлектрика.

Примесный пробой – пробой жидких диэлектриков, возникающий вследствие наличия в них твердых и жидких примесей в виде суспензий и эмульсий или растворенных в жидкости газов. Поляризованные частички твердых примесей, капельки жидких примесей или пузырьки газа, приняв форму эллипсоидов, выстраиваются в цепочки и, соединившись, образуют мостики между электродами, определяющие путь электрического пробоя.

Примитивная ячейка – элементарная ячейка, содержащая один

узел.

265

Приложение

Пробивное напряжение – минимальное, приложенное к диэлектрику электрическое напряжение, приводящее к его пробою.

Пробивное напряжение импульсное – пробивное напряжение при воздействии на диэлектрик импульсов электрического напряжения.

Пробивное напряжение статическое – пробивное напряжение при медленном увеличении приложенного к диэлектрику напряжения.

Пробой – образование в диэлектрике проводящего канала под действием электрического поля.

Пробой ионизационный – пробой, обусловленный ионизационными процессами вследствие частичных разрядов в диэлектрике.

Пробой неполный – пробой, при котором проводящий канал не достигает хотя бы одного из электродов.

Пробой поверхностный – пробой твердого диэлектрика по его поверхности в газе или в жидкости.

Пробой тепловой – разрушение диэлектрика за счет лавинообразного локального энерговыделения при протекании тока.

Пробой электрический – пробой, обусловленный ударной ионизацией или разрывом связей между частицами диэлектрика непосредственно под действием электрического поля.

Пробой электромеханический – пробой, обусловленный по-

вреждением диэлектрика механическими напряжениями, возникающими под действием электрического поля.

Пробой электрохимический – пробой, обусловленный химическими процессами, приводящими к изменениям в диэлектрике под действием электрического поля.

Пространственная решетка – результат геометрического построения с помощью операции трансляционной симметрии, позволяющего представить периодичность пространственного расположения материальных частиц.

Прочность электрическая – минимальная напряженность однородного электрического поля, приводящая к пробою диэлектрика.

Прыжковый механизм переноса заряда – механизм переноса заряда при электропроводимости, при котором носители заряда бóльшую часть времени находятся в локализованном (неподвижном) состоянии (например, в междуузлии кристаллической решетки) и лишь незначительное время тратят на движение – перескокв соседнеемеждуузлие.

Пьезоэлектрики – кристаллические диэлектрики, в структуре которых отсутствует центральная симметрия (нецентросимметричные диэлектрики).

266

Приложение

Пьезоэлектрическая поляризация – поляризация, возникающая при механическом воздействии на диэлектрик, в структуре которого отсутствует центральная симметрия. При этом поляризованность линейно зависит от механического напряжения или механической деформации.

Релаксационные (тепловые) виды поляризации – виды поля-

ризации, возникающие относительно медленно (10–10–10–2 с), по сравнению с упругими видами поляризации, с заметными потерями энергии и выделением тепла.

Свободные заряды – заряды, способные смещаться под действием внешнего поля на расстояния много бóльшие междуатомных.

Связанные заряды – заряды, способные смещаться под действием внешнего поля на расстояния, соизмеримые с междуатомными расстояниями или меньше их.

Связь донорно-акцепторная – ковалентная связь, образованная неподеленной парой электронов, принадлежащей до образования связи одному из связываемых атомов, и переходящая на свободную орбиталь другого атома.

Связь ионная – электростатическое притяжение между ионами, образованными путем полного смещения электронной пары к одному из атомов. Этот тип связи возникает, если разность электроотрицательностей атомов велика (больше 1,7 по шкале Полинга). Ионная связь – предельный случай полярной ковалентной связи.

Связь ковалентная – химическая связь между атомами неметаллов, возникающая за счет образования нескольких общих электронных пар при объединении валентных электронов разных атомов.

Связь металлическая – связь между атомами (положительными ионами) в кристаллической решетке металла, осуществляемая за счет свободно перемещающихся обобществленных электронов.

Связь молекулярная – связь, образованная диполь-дипольными силами Ван-дер-Ваальса и силами водородной связи между валентнонасыщенными электронными конфигурациями молекул и атомов инертных газов.

Связь химическая – взаимодействие двух или нескольких атомов, в результате которого образуется химически устойчивая многоатомная микросистема (молекула, кристалл, комплекс и др.).

Сенсор – первичный преобразователь, элемент измерительного, сигнального, регулирующего или управляющего устройства системы, преобразующий контролируемую величину в удобный для использования сигнал.

267

Приложение

Сигма-связь ( σ-связь) – связь, образованная перекрыванием электронных облаков по оси, проходящей через ядра атомов.

Симметрия – способность твердого тела совмещаться с самим собой в результате его движений или мысленных операций над его точками.

Симметрия поворотная – свойство кристалла совмещаться с самим собой при вращении на некоторый определенный угол вокруг оси симметрии.

Синфазность – совпадение по фазе двух или нескольких периодических колебаний.

Собственный электрический момент – электрический момент системы связанных зарядов, которыми они обладают без воздействия внешнего электрического поля.

Степень диссоциации – отношение числа диссоциированных молекул к общему числу молекул жидкости.

Стример – возникающий в диэлектриках под воздействием электрического поля поток положительного объемного заряда, который нарушает однородность электрического поля, втягивает в себя электроны и распространяется за счет процессов фотонной ионизации. Стример образует в диэлектрике проводящий канал и предшествует электронному пробою диэлектрика.

Термоэлектрет – электрет, получаемый нагреванием и последующим охлаждением диэлектрика в сильном электрическом поле.

Ток абсорбции – ток, обусловленный перераспределением свободных зарядов в объеме диэлектрика.

Ток объемный – компонента сквозного тока, обусловленная переносом носителей заряда через объем диэлектрика.

Ток поверхностный – компонента сквозного тока, обусловленная переносом носителей заряда по поверхности диэлектрика.

Ток сквозной – постоянная составляющая тока утечки диэлектрика.

Ток смещения – ток, обусловленный оптическими (упругими) видами поляризации.

Ток утечки – ток в диэлектрике, обусловленный приложением не изменяющегося во времени электрического напряжения. Представляет собой сумму сквозного тока и тока абсорбции.

Точка Кюри – температура, выше которой исчезает упорядоченность магнитных моментов атомов или ионов в антиферромагнетиках или упорядоченность дипольных моментов диполей в пиро-

268

Приложение

электриках и они превращаются в парамагнетики или параэлектрики соответственно.

Трибоэлектрет – электрет, получаемый контактной электризацией при трении друг о друга двух диэлектриков с разной работой выхода электронов. Часть электронов диэлектрика с меньшей работой выхода переходит на другой диэлектрик: при разделении контактирующих материалов их поверхности оказываются разноименно заряженными.

Трекинг диэлектрика – образование проводящих следов повреждения поверхности твердого диэлектрика поверхностным пробоем, возникающее при наличии загрязнений на поверхности диэлектрика.

Туннельный эффект – квантовый эффект, состоящий в проникновении квантовой частицы сквозь область пространства, в которой, согласно законам классической физики, нахождение частицы запрещено.

Угол диэлектрических потерь – разность фаз между векторами электрического поля и электрической индукции, которая обусловлена потерями энергии в диэлектрике.

Ударная ионизация – ионизация, при которой энергию, вызвавшую ионизацию частицы (атома, молекулы), сообщает ей другая частица (электрон, ион) при их столкновении.

Удельная мощность потерь – мощность, выделяемая в единице объема материала при воздействии на него электромагнитного поля.

Удельное объемное сопротивление – сопротивление образца материала в форме цилиндра с произвольной формой замкнутой направляющей длиной 1 м и площадью поперечного сечения 1 м2 при условии, что ток однородно подведен к противоположным основаниям цилиндра, перпендикулярным его образующей.

Удельное поверхностное сопротивление – поверхностное со-

противление плоского участка поверхности твердого тела в форме квадрата при протекании электрического тока между двумя противоположными сторонами этого квадрата.

Узлы кристаллической решетки – вершины элементарной ячейки, в которых находятся атомы.

Фазовый переход – переход вещества из одной фазы в другую при изменении внешних условий (температуры, давления, электрического или магнитного поля и т. д.). При этом происходит скачкообразное изменение физических свойств при непрерывном изменении параметров внешних условий.

269

Приложение

Фазовый переход второго рода – фазовый переход, при кото-

ром термодинамические показатели, характеризующие состояние материала, изменяются непрерывно, но их первые производные, в том числе теплоемкость, коэффициент линейного расширения, изменяются скачкообразно. При таком переходе температурный гистерезис отсутствует, и новая фаза возникает во всех точках объема материала одновременно без образования зародышей (центров образования), т. е. одновременное существование старой и новой фазы невозможно.

Фазовый переход первого рода– фазовый переход, при котором в материале наблюдается скачкообразное изменение энергии и энтропии, т. е. происходит выделение скрытой теплоты при неизменной температуре; сопровождается температурным гистерезисом, и новая фаза появляется в виде зародышей (центров образования) в объеме всего материала, т. е. возможно одновременное существование старой и новой фазы.

Фонон – квазичастица, представляющая собой волновой пакет тепловых колебаний кристаллической решетки.

Фуллерены – сфероидные структуры, представляющие собой многоатомные углеродные молекулы (например, С60) в форме замкнутых многогранников.

Электрет – диэлектрик, длительно сохраняющий поляризованное состояние после снятия внешнего воздействия, вызвавшего поляризацию, и создающий в окружающем пространстве электрическое поле. Электрет является электрическим аналогом постоянного магнита.

Электрическая индукция – векторная величина, равная сумме поляризованности и напряженности, умноженной на диэлектрическую постоянную.

Электрический (дипольный) момент – вектор, характеризую-

щий систему равного количества положительных и отрицательных зарядов, направление которого совпадает с направлением от отрицательного к положительному заряду, а величина равна произведению заряда диполя на его плечо.

Электрическая прочность диэлектрика – минимальная напря-

женность однородного электрического поля Епр, приводящая к пробою диэлектрика; связана с пробивным напряжением Uпр соотношением Епр = Uпр/h, где h – толщина диэлектрика.

Электрический пробой – общее название различных по физической природе процессов, приводящих к резкому возрастанию электрического тока в материале, исходно практически не проводящем электрический ток.

270

Приложение

Электронная лавина – неуклонно нарастающий процесс размножения электронов, как правило, в результате ударной ионизации атомов и молекул электронами. Электронная лавина является главным элементом механизма электронного пробоя.

Электронный пробой – пробой, связанный с электронными процессами в диэлектрике, возникающими в сильном электрическом поле. Основным механизмом электронного пробоя на первой стадии является ударная ионизация электронами, в результате которой возникают электронные лавины. Из электронных лавин, благодаря вторичной фотонной ионизации, образуется стример, способствующий образованию проводящего канала в диэлектрике.

Электротепловой пробой – пробой твердого диэлектрика вследствие уменьшения его активного сопротивления под влиянием нагрева в электрическом поле, что приводит к росту активного тока и дальнейшему увеличению нагрева диэлектрика вплоть до его термического разрушения. Главная причина возникновения электротеплового пробоя – нарушение стационарного (т. е. неизменного во времени) теплового режима диэлектрика, когда количество теплоты, выделяющейся за счет электропроводности или диэлектрических потерь, начинает превышать то количество теплоты, которое может быть рассеяно диэлектриком.

Электропроводность – способность вещества проводить электрический ток под воздействием электрического поля, обусловленная наличием свободных зарядов, а также физическая величина, количественно характеризующая эту способность.

Электролиз – физико-химический процесс, состоящий в выделении на электродах составных частей растворенных веществ или других веществ, являющихся результатом вторичных реакций на электродах, которое возникает при прохождении электрического тока через раствор либо расплав электролита.

Электроотрицательность – способность атомов захватывать электрон при образовании соединений (оттягивать к себе общие электронные пары, участвующие в образовании химической связи).

Элементарная ячейка – элементарный объем твердого тела, из которого можно построить пространственную решетку, отражающую симметрию кристалла.

Электрофорез – движение частиц, находящихся во взвешенном состоянии в жидкой или газообразной среде, под действием внешнего электрического поля.

271