Космическое материаловедение. Акишин А.И. - 76 стр.

UptoLike

Составители: 

76
хранения облученных образцов. Релаксация заряда во времени протека-
ет по сложному закону (есть "быстрая" и "медленная" составляющие
релаксации) как за счет освобождения с мелких энергетических уровней
захвата в запрещенной зоне диэлектрика избыточных носителей заряда
(электронов, дырок), так и с помощью собственной проводимости (ион-
ной, электронной, дырочной). Важную роль в этом процессе играют
эффективная подвижность носителей и температура, а также эффект
поляризации диэлектрика. В радиационно-заряженных диэлектриках
имеет место большая неоднородность распределения заряда и напря-
женности электрического поля в объеме, что сильно влияет на характер
рекомбинации внедренного заряда.
Образцы стекол были облучены в январе 1987 года пучком прото-
нов, выведенных из линейного протонного инжектора ЛИ-100, при
Е=100 МэВ, I
ср
~0,01 мкА/с
2
, Ф~8.10
12
-10
14
см
-2
. Облучение происходило
в воздухе при нормальном атмосферном давлении, внешняя поверх-
ность образцов была фактически заземлена за счет проводимости иони-
зированного воздуха. Диаметр протонного пучка в воздухе в плоскости
образца изменялся в пределах 2-6 см, температура стекол в процессе
облучения поддерживалась на уровне Т~70
о
С. Облученные стекла в те-
чение 10 лет хранились при комнатной температуре. Пробег протонов с
энергией 20-100 МэВ в оптических стеклах зависит от удельного веса
стекла и составляет примерно 0,2-3,5 см, стрегглинг протонов ~1%. Глу-
бина расположения фигур Лихтенберга, образовавшихся после электри-
ческого пробоя стекла, соответствует пробегу протонов.
Инициирование электрического пробоя аккумулированного в стек-
лах заряда проводилось методом укола грани образца вольфрамовой
иглой в центре облученной зоны со стороны, противоположной протон-
ному облучению. В момент укола наблюдался электрический пробой
внедренного заряда на иглу. В зоне, в которой концентрировался вне-
дренный протонный заряд, как правило, возникает фигура Лихтенберга.
Площадь образовавшейся фигуры Лихтенберга зависит от зоны облуче-
ния, флюенса частиц пучка и мощности электрического разряда. В про-
цессе электрического пробоя измерялась величина и знак заряда. Было
показано, что знак заряда - положительный, длительность пробоя ~10
-6
с, j~1-10А, величина освободившегося заряда составляет несколько
мкКл.
С течением времени происходит не только уменьшение величины
внедренного заряда, но и изменение его распределения и связанного с
ним компенсирующего заряда по глубине образца. Фигуры Лихтенбер-
га при пробое возникают в конце пробега протонов в стекле, это свиде-
тельствует о том, что область объемного протонного заряда после облу-
хранения облученных образцов. Релаксация заряда во времени протека-
ет по сложному закону (есть "быстрая" и "медленная" составляющие
релаксации) как за счет освобождения с мелких энергетических уровней
захвата в запрещенной зоне диэлектрика избыточных носителей заряда
(электронов, дырок), так и с помощью собственной проводимости (ион-
ной, электронной, дырочной). Важную роль в этом процессе играют
эффективная подвижность носителей и температура, а также эффект
поляризации диэлектрика. В радиационно-заряженных диэлектриках
имеет место большая неоднородность распределения заряда и напря-
женности электрического поля в объеме, что сильно влияет на характер
рекомбинации внедренного заряда.
    Образцы стекол были облучены в январе 1987 года пучком прото-
нов, выведенных из линейного протонного инжектора ЛИ-100, при
Е=100 МэВ, Iср~0,01 мкА/с2 , Ф~8.1012-1014 см-2. Облучение происходило
в воздухе при нормальном атмосферном давлении, внешняя поверх-
ность образцов была фактически заземлена за счет проводимости иони-
зированного воздуха. Диаметр протонного пучка в воздухе в плоскости
образца изменялся в пределах 2-6 см, температура стекол в процессе
облучения поддерживалась на уровне Т~70 оС. Облученные стекла в те-
чение 10 лет хранились при комнатной температуре. Пробег протонов с
энергией 20-100 МэВ в оптических стеклах зависит от удельного веса
стекла и составляет примерно 0,2-3,5 см, стрегглинг протонов ~1%. Глу-
бина расположения фигур Лихтенберга, образовавшихся после электри-
ческого пробоя стекла, соответствует пробегу протонов.
    Инициирование электрического пробоя аккумулированного в стек-
лах заряда проводилось методом укола грани образца вольфрамовой
иглой в центре облученной зоны со стороны, противоположной протон-
ному облучению. В момент укола наблюдался электрический пробой
внедренного заряда на иглу. В зоне, в которой концентрировался вне-
дренный протонный заряд, как правило, возникает фигура Лихтенберга.
Площадь образовавшейся фигуры Лихтенберга зависит от зоны облуче-
ния, флюенса частиц пучка и мощности электрического разряда. В про-
цессе электрического пробоя измерялась величина и знак заряда. Было
показано, что знак заряда - положительный, длительность пробоя ~10-6
с, j~1-10А, величина освободившегося заряда составляет несколько
мкКл.
    С течением времени происходит не только уменьшение величины
внедренного заряда, но и изменение его распределения и связанного с
ним компенсирующего заряда по глубине образца. Фигуры Лихтенбер-
га при пробое возникают в конце пробега протонов в стекле, это свиде-
тельствует о том, что область объемного протонного заряда после облу-
                                  76