面的衰减需要数月甚至数年的时间,而是用TSD技术仅需要数个小时就可以完成。TSD技术是研究驻极体微观性质的常用方法,TSD测量装置的示意图如图3-2所示,样品被放在上下两个电极之间,电极和样品置于一个温度可精确控制的恒温腔中。在测量时对驻极体材料进行线性升温(一般为3℃/min),在升温过程中,被捕获在材料体内陷阱中的空间电荷受到热激发会脱阱逃逸,被极化的偶极电荷由于热激发而发生电荷弛豫,由于陷阱能级和捕获深度的深度的影响,不同的束缚电荷所需要的活化能是不同的,测量温度与释放电荷之间的关系,绘制电流-温度谱,分析图谱可以得出捕获电荷的陷阱分布情况和电偶极子的束缚能级,还可以计算出驻极体的电荷密度、脱阱电荷的逃逸频率、平均电荷重心等信息,而且电流-温度谱最为直观的反映了驻极体的热稳定性。图3-2热刺激放电仪示意图TSD分为开路TSD和短路TSD,如图3-3所示,开路TSD多用于单面镀电极的驻极体,在样品的表面与上电极之间有一个缝隙,在上电极的下表面会产生一层感应电荷,当高温引起的热激发使空间滴啊和发生脱阱和偶极电荷产生弛豫时,会引起驻极体表面电荷的电荷,此时上电极感应电荷也会随之发生变化,电荷的变回会在外电路产生开路TSD电流;短路TSD测量的对象是双面镀电极的驻极体,被释放的束缚电荷直接流入外电路,产生TSD电流。将温度和电流值使用软件实时同步采集则可以绘出电流-温度谱。图3-3开路和短路TSD实验示意图欧阳毅等人通过分析热刺激电流形成的过程和机理,分别提出了开路和短路热刺激电流的表达式。如果忽略偶极电荷的存在,只考虑空间电荷,开路和短路时热刺激电流表达式可写成:I0=A∙exp-HKT-1βτ0T0Texp-HKTdT(3.1)式中,n0为陷阱中的初始载流子密度,H为载流子的束缚能,β为升温速率,k为Boltzmann常数,τ0是与束缚载流子寿命有关的常数(称驰豫时间),
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