Вышедшие номера
Home » Журнал технической физики » Год 2023, выпуск 6 » Статья стр. 740
<<<>>>
Моделирование поверхностно-объемного заряжения диэлектрика электронами с энергией от 6 до 30 keV
DOI: 10.21883/JTF.2023.06.55598.21-23
Переводная версия: 10.61011/TP.2023.06.56522.21-23
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.
PDF версия
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
  1. М.И. Панасюк, Л.С. Новиков. Модель космоса (КДУ, М., 2007), т. 2, с. 1144
  2. D.C. Ferguson, R.C. Hoffmann, E.A. Plis, D.P. Engelhart. J. Spacecraft Rockets, 55 (3), 698 (2018). DOI: 10.2514/1.A34017
  3. D.P. Engelhart, E.A. Plis, D. Ferguson, K. Artyushkova, D. Wellems, R. Cooper, R. Hoffmann. IEEE Trans. Plasma Sci., 47 (8), 3848 (2019). DOI: 10.1109/TPS.2019.2921937
  4. D. Ferguson, S. White, R. Rast, E. Holeman. IEEE Trans. Plasma Sci., 47 (8), 3834 (2019). DOI: 10.1109/TPS.2019.2922556
  5. T. Paulmier, D. Lazaro, B. Dirassen, R. Rey, J.-C. Mateo-Velez, D. Payan. IEEE Trans. Plasma Sci., 47 (8), 3776 (2019). DOI: 10.1109/TPS.2019.2922256
  6. D.C. Ferguson, R.C. Hoffmann, D.P. Engelhart, E.A. Plis. IEEE Trans. Plasma Sci., 45 (8), 1972 (2017). DOI: 10.1109/TPS.2017.2694387
  7. D. Ferguson, P. Crabtree, S. White, B. Vayner. J. Spacecraft Rockets, 53 (3), 464 (2016). DOI: 10.2514/1.A33438
  8. K.D. Cummings, M. Kiersh. J. Vac. Sci. Technol. B: Microelectron. Process. Phenom., 7 (6), 1536 (1989). DOI: 10.1116/1.584528
  9. K.T. Arat, T. Klimpel, A.C. Zonnevylle, W.S.M.M. Ketelaars, C.T.H. Heerkens, C.W. Hagen. J. Vac. Sci. Technol. B, 37 (5), 051603 (2019). DOI: 10.1116/1.5120631
  10. S. Fakhfakh, O. Jbara, S. Rondot, A. Hadjadj, J.M. Patat, Z. Fakhfakh. J. Appl. Phys., 108 (9), 093705 (2010). DOI: 10.1063/1.3499692
  11. J. Cazaux. J. Appl. Phys., 59 (5), 1418 (1986). DOI: 10.1063/1.336493
  12. X. Meyza, D. Goeuriot, C. Guerret-Piecourt, D. Treheux, H.-J. Fitting. J. Appl. Phys., 94 (8), 5384 (2003). DOI: 10.1063/1.1613807
  13. Э.И. Рау, Е.Н. Евстафьева, М.В. Андрианов. ФТТ, 50 (4), 599 (2008). [E.I. Rau, E.N. Evstaf'eva, M.V. Andrianov. Phys. Solid State, 50 (4), 621 (2008). DOI:10.1134/S1063783408040057]
  14. Э.И. Рау, А.А. Татаринцев. ФТТ, 63 (4), 483 (2021). DOI: 10.21883/FTT.2021.04.50713.246 [E.I. Rau, A.A. Tatarintsev. Phys. Solid State, 63 (4), 628 (2021). DOI: 10.1134/S1063783421040181]
  15. В.М. Зыков, Д.А. Нейман. Известия вузов. Физика, 60 (12), 135 (2017). [V.M. Zykov, D.A. Neyman. Russ. Phys. J., 60, 2201 (2018). DOI: 10.1007/s11182-018-1347-0]
  16. H.-J. Fitting, V.S. Kortov, G. Petite. J. Lumin., 122/123, 542 (2007). DOI: 10.1016/j.jlumin.2006.01.188
  17. К.А. Насыров, В.А. Гриценко. УФН, 183 (10), 1099 (2013). DOI: 10.3367/UFNr.0183.201310h.1099 [K.A. Nasyrov, V.A. Gritsenko. Physics-Uspekhi, 56 (10), 999 (2013). DOI: 10.3367/UFNe.0183.201310h.1099]
  18. T. Hosono, K. Kato, A. Morita, H. Okubo. IEEE Trans. Dielectr. Electr. Insul., 14 (3), 627 (2007). DOI: 10.1109/TDEI.2007.369523
  19. G.M. Sessler, M.T. Figueiredo, G.F.L. Ferreira. IEEE Trans. Dielectr. Electr. Insul., 11 (2), 192 (2004). DOI: 10.1109/TDEI.2004.1285887
  20. Ю.Н. Новиков, В.А. Гриценко, К.А. Насыров. Письма в ЖЭТФ, 89 (10), 599 (2009). [Yu.N. Novikov, V.A. Gritsenko, K.A. Nasyrov. JETP Lett., 89 (10), 506 (2009). DOI: 10.1134/S0021364009100075]
  21. B. Raftari, N.V. Budko, C. Vuik. J. Appl. Phys., 118 (20), 204101 (2015). DOI: 10.1063/1.4936201
  22. M. Belhaj, S. Odof, K. Msellak, O. Jbara. J. Appl. Phys., 88 (5), 2289 (2000). DOI: 10.1063/1.1287131
  23. С.В. Никифоров. Докт. дисс., Екатеринбург, Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина, 2016
  24. J. Cazaux. Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. Sect. B Beam Interact. Mater. At., 244 (2), 307 (2006). DOI: 10.1016/j.nimb.2005.10.006
  25. J.F. Fowler. Proc. R. Soc. London A --- Math Phys. Sci., 236 (1207), 464 (1956). DOI: 10.1098/rspa.1956.0149
  26. К.А. Насыров, В.А. Гриценко. ЖЭТФ, 139 (6), 1172 (2011). [K.A. Nasyrov, V.A. Gritsenko. J. Exp. Theor. Phys., 112, 1026 (2011). DOI: 10.1134/S1063776111040200]
  27. M.E. Banda, S.L. Roy, V. Griseri, G. Teyss\`edre. J. Phys. D: Appl. Phys., 53 (8), 085503 (2019). DOI: 10.1088/1361-6463/ab5692
  28. V.A. Gritsenko, A.A. Gismatulin, A. Chin. Mater. Res. Express, 6 (3), 036304 (2019). DOI: 10.1088/2053-1591/aaf61e
  29. Ю.Н. Новиков. ФТТ, 55 (5), 888 (2013). [Yu.N. Novikov. Phys. Solid State, 55 (5), 966 (2013). DOI: 10.1134/S1063783413050272]
  30. Y.N. Novikov, A.V. Vishnyakov, V.A. Gritsenko, K.A. Nasyrov, H. Wong. Microelectron. Reliab., 50 (2), 207 (2010). DOI: 10.1016/j.microrel.2009.11.004
  31. Ю.Н. Новиков, А.В. Вишняков, В.А. Гриценко, К.А. Насыров. Известия РГПУ им. А.И. Герцена, (122), 46 (2010)
  32. К.А. Насыров, В.А. Гриценко, Ю.Н. Новиков, Д.В. Гриценко, Д.-В. Ли, Ч.В. Ким. Известия РГПУ им. А.И. Герцена, 5 (13), 147 (2005)
  33. Ю.Н. Новиков. ФТТ, 47 (12), 2142 (2005). [Yu.N. Novikov. Phys. Solid State, 47 (12), 2233 (2005). DOI: 10.1134/1.2142883]
  34. К.А. Насыров, Ю.Н. Новиков, В.А. Гриценко, С.Ю. Юн, Ч.В. Ким. Письма в ЖЭТФ, 77 (7), 455 (2003). [K.A. Nasyrov, Yu.N. Novikov, V.A. Gritsenko, S.Y. Yoon, C.W. Kim. JETP Lett., 77, 385 (2003). DOI: 10.1134/1.1581966]
  35. S.D. Ganichev, I.N. Yassievich, W. Prettl. J. Phys.: Condens. Matter., 14 (15), R1263 (2002). DOI: 10.1088/0953- 8984/14/50/201
  36. K.A. Nasyrov, V.A. Gritsenko, M.K. Kim, H.S. Chae, S.D. Chae, W.I. Ryu, J.H. Sok, J.-W. Lee, B.M. Kim. IEEE Electron Device Lett., 23 (6), 336 (2002). DOI: 10.1109/LED.2002.1004227
  37. А.Ф. Зацепин, В.Г. Мазуренко, В.С. Кортов, В.А. Калентьев. ФТТ, 30 (11), 3472 (1988)
  38. В. Карпус, В.И. Перель. ЖЭТФ, 91 (6), 2319 (1986). [V. Karpus, V.I. Perel. J. Exp. Theor. Phys., 91 (6), 2319 (1986).]
  39. A. Melchinger, S. Hofmann. J. Appl. Phys., 78 (10), 6224 (1995). DOI: 10.1063/1.360569

Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.

Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.

Учредители

Издатель

© 2024 Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук
Powered by webapplicationthemes.com - High quality HTML Theme