Вышедшие номера
Моделирование поверхностно-объемного заряжения диэлектрика электронами с энергией от 6 до 30 keV
Зыков В.М.1, Нейман Д.А.1
1Национальный исследовательский Томский политехнический университет, Томск, Россия
Email: Neyman@tpu.ru
Поступила в редакцию: 11 февраля 2023 г.
В окончательной редакции: 3 апреля 2023 г.
Принята к печати: 10 апреля 2023 г.
Выставление онлайн: 6 июня 2023 г.

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 α-Al2O3 (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. DOI: 10.21883/JTF.2023.06.55598.21-23