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基于光激电流法研究聚酰亚胺薄膜陷阱能谱

作　者: 曹景磊
导　师: 陈春天
学　校: 哈尔滨理工大学
专　业: 凝聚态物理
关键词: 聚酰亚胺空间电荷光激电流陷阱
分类号: O484.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 29次
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内容摘要

作为综合性能非常优异的聚合物材料,聚酰亚胺在航空航天、微电子技术等高技术领域得到广泛的应用。长期工作在电应力的作用下,空间电荷行为对绝缘材料的老化和击穿特性带来巨大的影响,而陷阱的性质决定着电荷的存贮和输运。因此,研究聚合物材料的陷阱结构和分布对提高其性能有重要的意义。光激电流(PSD)法是研究聚合物材料中陷阱结构及空间电荷存贮和输运的有效工具,能实现无损、等温测量,可以用来研究能级较深的电荷陷阱。本文较详细的介绍了实验系统,并对实验系统的可行性及可靠性进行了验证,结果表明此系统完全可以达到实验要求。利用该装置测量了未注入、不同注入时间和不同注入电压条件下的普通聚酰亚胺薄膜和纳米杂化聚酰亚胺薄膜的光激电流谱,并对注入电荷后的样品进行多次扫描。通过对实验结果的分析发现,两种型号的PI薄膜的陷阱能级分布为带状,分别为3.1eV-4.2eV和3.1eV-4.3eV;增加注入时间,光激电流随之增大,注入时间由60min增加到90min,电流峰向短波方向移动,表明注入到陷阱内的电荷首先被较浅的陷阱俘获,在电场的作用下,注入电荷或部分已被浅陷阱俘获的电荷向相对深陷阱能级移动;增大注入电压,光激电流值随之增大。同时,对聚酰亚胺的老化和击穿机制进行分析,发现破坏发生在空间电荷脱陷过程中。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-9
第1 章绪论  9-14
  1.1 聚酰亚胺简介及其研究意义  9-11
    1.1.1 聚酰亚胺的性能及应用  9
    1.1.2 聚酰亚胺纳米杂化材料  9-10
    1.1.3 研究意义  10-11
  1.2 光激电流理论及研究意义  11-12
  1.3 课题来源及主要研究内容  12-14
第2 章聚合物光激电流的基本理论  14-24
  2.1 聚合物电老化和击穿的基本知识  14-18
    2.1.1 聚合物的电老化简介  14-15
    2.1.2 聚合物击穿的基本理论  15-18
  2.2 聚合物中的空间电荷效应  18-21
    2.2.1 空间电荷及其影响  18-20
    2.2.2 空间电荷的表征  20-21
  2.3 光电子过程  21-23
  2.4 本章小结  23-24
第3 章光激电流测量装置  24-35
  3.1 PSD 测量装置介绍  24-25
  3.2 激发光源  25-29
    3.2.1 传统激发光源  25-26
    3.2.2 激光光源  26-27
    3.2.3 激光光源的性能测试  27-29
  3.3 扩束及分光设备  29-30
  3.4 样品室  30-31
  3.5 光激电流信号检测装置  31
  3.6 装置可靠性测试  31-34
  3.7 本章小结  34-35
第4 章聚酰亚胺薄膜的光激电流测量及分析  35-42
  4.1 样品处理及测量步骤  35-36
    4.1.1 样品处理  35
    4.1.2 极化及测量  35-36
  4.2 未注入样品测试  36-37
  4.3 不同电荷注入剂量测试  37-39
  4.4 连续测试  39-40
  4.5 PI 的陷阱分析  40-41
  4.6 本章小结  41-42
结论  42-43
参考文献  43-47
攻读学位期间发表的学术论文  47-48
致谢  48

基于光激电流法研究聚酰亚胺薄膜陷阱能谱

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