Новый сценарий кинетики зарядки диэлектриков при облучении электронами средних энергий

На основе критического анализа предшествующих работ по исследованию механизмов зарядки диэлектрических мишеней под воздействием инжекции электронных пучков средних энергий (1–30 keV) выявлено значительное число противоречивых данных в моделях зарядки, как теоретических, так и экспериментальных. Проведена ревизия и упорядочены причинно-следственные связи физического явления зарядки с целью устранения возникших противоречий в трактовке процессов электронной зарядки диэлектриков. После обширных экспериментальных исследований широкого класса диэлектриков установлены общие закономерности кинетики зарядки диэлектрических мишеней в зависимости от количества исходных и радиационно-индуцированных ловушек, плотности тока облучающих электронов $j_{0}$ и их энергии $E_{0}$. Показано, что вторично-эмиссионные свойства заряженного диэлектрика кардинально отличаются от незаряженного, а коэффициент эмиссии электронов $\sigma$ в зависимости от $E_{0}$ не является единственно определяющим фактором положительной или отрицательной зарядки. В рассмотрении процессов зарядки впервые включены первичные термализованные электроны, существенно меняющие общую картину зарядки, а также показана ключевая роль в кинетике зарядки плотности образующихся радиационных дефектов. В предложенной модели решающим стабилизирующим эффектом наступления равновесного состояния зарядки является генерируемое при облучении внутреннее электрическое поле $F_{\operatorname{dip}}$ между положительно и отрицательно заряженными слоями в приповерхностной области диэлектрика. Главной движущей силой саморегулирующегося самосогласующегося процесса зарядки диэлектриков при электронном облучении выступает не только коэффициент эмиссии электронов, как общепринято считалось ранее, а формирование электрического поля дипольного слоя зарядов. Это критическое регулирующее поле F$_{\operatorname{cr}}$ порядка 0.5 MV/cm приблизительно одинаково для всех диэлектриков при любых значениях E$_{0}$.