Вышедшие номера
Новый сценарий кинетики зарядки диэлектриков при облучении электронами средних энергий
Российский фонд фундаментальных исследований (РФФИ), 18-02-00813А
Рау Э.И.1, Татаринцев А.А.1
1Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, Москва, Россия
Email: rau@phys.msu.ru
Поступила в редакцию: 25 ноября 2020 г.
В окончательной редакции: 25 ноября 2020 г.
Принята к печати: 25 ноября 2020 г.
Выставление онлайн: 9 января 2021 г.

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 j0 и их энергии E0. Показано, что вторично-эмиссионные свойства заряженного диэлектрика кардинально отличаются от незаряженного, а коэффициент эмиссии электронов sigma в зависимости от E0 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 Fdip 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 Fcr порядка 0.5 MV/cm приблизительно одинаково для всех диэлектриков при любых значениях E0. Ключевые слова: зарядка диэлектриков, радиационное дефектообразование, равновесное состояние зарядки, вторичная электронная эмиссия.