Численное моделирование роста канала пробоя в твердом кристаллическом диэлектрике
Волков Ю.А.
1, Воронин Ф.Н.
1, Марков М.Б.
11Федеральный исследовательский центр Институт прикладной математики им. М.В. Келдыша РАН, Москва, Россия
Email: volkov_yuri@inbox.ru, raveaprouch@mail.ru, m_b_markov@mail.ru
Поступила в редакцию: 24 декабря 2025 г.
В окончательной редакции: 14 апреля 2026 г.
Принята к печати: 14 апреля 2026 г.
Выставление онлайн: 12 мая 2026 г.
Представлены результаты численного моделирования роста канала пробоя в слое SiO2. Показано, что величина пробойного поля сильно зависит от среднего времени электрон-фононного взаимодействия. Поле, возникающее в слое при прохождении импульса, сильно неоднородно вдоль канала и достигает максимальных значений на фронте ионизации. Ключевые слова: диэлектрик, ударная ионизация, пробой, оптические фононы.
- Г.И. Сканави. Физика диэлектриков ( область сильных полей) (ГИФМЛ, М., 1958)
- Г.А. Воробьев, Ю.П. Похолков, Ю.Д. Королев, В.И. Меркулов. Физика диэлектриков, учебное пособие (ТПУ, Томск, 2003)
- J.J. O'Dwyer. The theory of electric conduction and breakdown in solid dielectrics (Clarendon Press, Oxford, 1973)
- H. Frohlich, B.V. Paranjape. Proc. Phys. Society, Sec. B, 69 (1), 21 (2002). DOI: 10.1088/0370-1301/69/1/304
- J.J. O'Dwyer. IEEE Trans., EI-15 (3), 264 (1980)
- Ю.А. Волков, Ф.Н. Воронин, О.С. Косарев, А.В. Иванов, М.Б. Марков, Е.Б. Савенков, Д.Н. Садовничий, И.А. Тараканов. Препринты ИПМ им. М.В. Келдыша, 057 (2024)
- Н.И. Ягушкин, А.И. Сергеев, Э.А. Гостищев. Модель космоса (КДУ, М., 2007), т. 2
- В.М. Зыков, Д.А. Нейман. ЖТФ, 93 (6), 740 (2023). DOI: 10.21883/JTF.2023.06.55598.21-23 [V.M. Zykov, D.A. Neyman. Tech. Phys., 68 (6), 690 (2023). DOI: 10.61011/TP.2023.06.56522.21-23]
- Д.Н. Садовничий, А.П. Тютнев, Ю.М. Милехин, А.Н. Дорофеев, B.C. Саенко, Е.Д. Пожидаев. Перспективные материалы, 2, 15 (2004)
- A. Padovani, D.Z. Gao, A.L. Shluder, L. Larcher. Nature Rev. Mater., 10 (1), 155101 (2024). DOI: 10.1063/1.4979915
- K. Blotekjaer. IEEE Trans. On Electron Devices, 17, 38 (1970). DOI: 10.1109/T-ED.1970.16921
- Y.-K. Kim, M.E. Rudd. Phys. Rev. A, 50, 3954 (1994). DOI: 10.1103/PhysRevA.50.3954
- R.S. Freund, R.C. Wetzel, R.J. Shul, T.R. Hayes. Phys. Rev. A, 41 (7), 3575 (1990). DOI: 10.1103/PhysRevA.41.3575 Hf
- N.F. Mott, E.A. Davis. Electronic processes in non-crystalline materials (Oxford Univ. Press, Oxford, 1979)
- V. Adamec, J.H. Calderwood. J. Phys. D: Appl. Phys., 8, 551 (1975). DOI: 10.1088/0022-3727/8/5/015
- H.J. Fitting, A. von Czarnowski. Phys. Stat. Sol. A, 93, 396 (1986). DOI: 10.1002/pssa.2210930148
- J.J. O'Dwyer. J. Phys. Chem. Solids, 28, 1137 (1967). DOI: 10.1016/0022-3697(67)90057-1
- A.I. Morozov, V.V. Savelyev. Rev. Plasma Phys., 21, 203 (2000). DOI: 10.1007/978-1-4615-4309-1_2
- Дж.К. Максвелл. Трактат об электричестве и магнетизме (Наука, М., 1989) [J.K. Maxwell. Treatise on Electricity and Magnetism (Clarendon Press, Oxford, 1873)]
- M.V. Fischetti, D.J. DiMaria, S.D. Brorson, T.N. Theis, J.R. Kirtley. Phys. Rev. B, 31 (12), 8124 (1985). DOI: 10.1103/PhysRevB.31.8124
- W. Lotz. Zeitschrift fur Physik A, 232, 101 (1970). DOI: 10.1007/BF01393132
- Л.В. Келдыш. ЖЭТФ, 48, 1692 (1965)
- М. Ламперт, П. Марк. Инжекционные токи в твердых телах (Мир, М., 1973)
- Р.В. Емлин, С.В. Барахвостов, В.Д. Куликов. ЖТФ, 79 (7), 150 (2009)
- К.И. Таперо, В.Н. Улимов, А.М. Членов. Радиационные эффекты в кремниевых интегральных схемах космического применения (БИНОМ, Лаборатория знаний, М., 2012)
- Н. Мотт, Р. Герни. Электронные процессы в ионных кристаллах (ИЛ, М., 1950)
- Р.В. Емлин, А.С. Гилев. ЖТФ, 79 (1), 140 (2009)
- В.Д. Куликов. ЖТФ, 82 (2), 35 (2012)
- C.M. Osburn, D.W. Ormond. J. Electrochem. Soc.: Solid-State Sci. Technol., 119 (5), 597 (1972)