RUS  ENG
Полная версия
ЖУРНАЛЫ // Журнал технической физики // Архив

ЖТФ, 2023, том 93, выпуск 6, страницы 740–752 (Mi jtf7003)

Теоретическая и математическая физика

Моделирование поверхностно-объемного заряжения диэлектрика электронами с энергией от 6 до 30 keV

В. М. Зыков, Д. А. Нейман

Национальный исследовательский Томский политехнический университет, 634050 Томск, Россия

Аннотация: Предложена физико-математическая модель применительно к наземным стендовым испытаниям конструкционных диэлектриков на воздействие геомагнитной плазмы, основанная на совместном учете поверхностных и объемных процессов транспорта и накопления заряда для расчета кинетики заряжения высокоомных диэлектриков, облучаемых моноэнергетическими электронами средних энергий (от 6 до 30 keV). Модель учитывает вклад в заряжение диэлектрика цугов продольных оптических фононов, генерируемых каждым термализующимся первичным электроном с энергией ниже ширины запрещенной зоны диэлектрика, что дополняет ток индуцированной проводимости, обусловленный генерацией электронно-дырочных пар. В этой связи введен ток, индуцированный цугами продольных оптических фононов туннельной проводимости по свободным ловушкам в присутствии градиента их концентрации, а также ток, индуцированный в зоне проводимости из-за многофононной ионизации цугами продольных оптических фононов ловушек электронов в области существования электрического поля. На примере диэлектрика $\alpha$-Al$_2$O$_3$ (сапфира) приведены результаты компьютерного моделирования распределений внутренних токов, зарядов и электрического поля в диэлектрике с открытой поверхностью, облучаемом моноэнергетическими электронами с энергией от 6 до 30 keV с достижением квазиравновесия в облучаемой части диэлектрика и с переключением энергии первичных электронов в процессе воздействия.

Ключевые слова: диэлектрик, поверхностное заряжение, объемное заряжение, объемно-поверхностная модель, вторичная электронная эмиссия, туннельный ток, фононы.

Поступила в редакцию: 11.02.2023
Исправленный вариант: 03.04.2023
Принята в печать: 10.04.2023

DOI: 10.21883/JTF.2023.06.55598.21-23



Реферативные базы данных:


© МИАН, 2025