СВЧ методы исследования электрофизических свойств гетерогенных объектов. - 11 стр.

UptoLike

Рубрика: 

пренебрегается диффузией зарядов от границ раздела внутрь проводника и
заряд считается чисто поверхностным. Это справедливо лишь при высокой
средней концентрации свободных зарядов, когда размер области экранирования
(дебаевский радиус) значительно меньше размеров проводящей фазы. В общем
случае считать заряд поверхностным недопустимо. Диффузия размазывает
заряд по объему и это меняет распределение поля
в системе тем существенней,
чем меньше размер включений относительно дебаевского радиуса. Передвигая
«центр тяжести» заряда вглубь проводящего включения, диффузия уменьшает
эквивалентную емкость системы и повышает частоту дисперсии. При этом
эквивалентная емкость , а с ней и значения
(
)
0
'
ε
и
(
)
0
'
δ
, зависят от
η
в
отличие от теории М-В, в которой величины
(
)
0
'
ε
и
(
)
0
'
δ
изменяются скачком
от значений для смеси изолятора до значений для сильно проводящих
включений. Тем самым электродиффузионная теория формулы (21) и (32) дает
основу для количественного изучения фотоэлектрического эффекта 2 рода.
С ростом концентрации зарядов диффузия играет все меньшую роль. Заряд
все больше прижимается к поверхности раздела, и разница между обеими
теориями уменьшается. При
частотах, значительно превышающих частоту
дисперсии, градиент концентрации подвижных зарядов не успевает возникнуть,
и диффузионный поток становится несущественным. Поэтому в
высокочастотном пределе обе теории совпадают.
Физический смысл возрастания проводимости заключается в том, что
скорость установления равновесного состояния поляризации ограничена. На
низкой частоте в каждый данный момент распределение зарядов является
равновесным по отношению
к величине электрического поля в этот момент. На
высокой частоте равновесие не успевает установиться, и носители все время
движутся к изменяющемуся равновесному положению, «не чувствуя» границ и
поглощая энергию. Частота дисперсии соответствует времени диффузионного
смещения зарядов в пределах дебаевского радиуса при
или в пределах
размера проводящего включения в противоположном случае
. В первом
случае частота дисперсии пропорциональна проводимости материала
проводящей фазы
1>>h
1<<h
0
2
2
0
4 t
ε
σ
πω
=
(33)
где
определяется по (19) или (30) и зависит от геометрии системы. Во
втором случае
0
t
ω
пропорциональна лишь подвижности зарядов и не зависит от
их концентрации:
u
qd
kT
b=
0
ω
(34)
где
или 5 для плоских слоев или сфер соответственно.
12=b
Таким образом, несмотря на то, что качественные выводы
электродиффузионной теории поляризации гетерогенной среды о характере
пренебрегается диффузией зарядов от границ раздела внутрь проводника и
заряд считается чисто поверхностным. Это справедливо лишь при высокой
средней концентрации свободных зарядов, когда размер области экранирования
(дебаевский радиус) значительно меньше размеров проводящей фазы. В общем
случае считать заряд поверхностным недопустимо. Диффузия размазывает
заряд по объему и это меняет распределение поля в системе тем существенней,
чем меньше размер включений относительно дебаевского радиуса. Передвигая
«центр тяжести» заряда вглубь проводящего включения, диффузия уменьшает
эквивалентную емкость системы и повышает частоту дисперсии. При этом
эквивалентная емкость , а с ней и значения   ε ' (0)   и   δ ' (0) , зависят от η в
отличие от теории М-В, в которой величины ε (0 ) и δ (0 ) изменяются скачком
                                             '      '


от значений для смеси изолятора до значений для сильно проводящих
включений. Тем самым электродиффузионная теория формулы (21) и (32) дает
основу для количественного изучения фотоэлектрического эффекта 2 рода.
    С ростом концентрации зарядов диффузия играет все меньшую роль. Заряд
все больше прижимается к поверхности раздела, и разница между обеими
теориями уменьшается. При частотах, значительно превышающих частоту
дисперсии, градиент концентрации подвижных зарядов не успевает возникнуть,
и диффузионный поток становится несущественным. Поэтому в
высокочастотном пределе обе теории совпадают.
     Физический смысл возрастания проводимости заключается в том, что
скорость установления равновесного состояния поляризации ограничена. На
низкой частоте в каждый данный момент распределение зарядов является
равновесным по отношению к величине электрического поля в этот момент. На
высокой частоте равновесие не успевает установиться, и носители все время
движутся к изменяющемуся равновесному положению, «не чувствуя» границ и
поглощая энергию. Частота дисперсии соответствует времени диффузионного
смещения зарядов в пределах дебаевского радиуса при h >> 1 или в пределах
размера проводящего включения в противоположном случае h << 1 . В первом
случае частота дисперсии пропорциональна проводимости материала
проводящей фазы
                                σ2
                     ω 0 = 4π      t0                                         (33)
                                ε2
где t 0 определяется по (19) или (30) и зависит от геометрии системы. Во
втором случае ω пропорциональна лишь подвижности зарядов и не зависит от
их концентрации:
                           kT
                  ω0 = b      u                                               (34)
                           qd
где b = 12 или 5 для плоских слоев или сфер соответственно.
    Таким образом, несмотря на то, что качественные выводы
электродиффузионной теории поляризации гетерогенной среды о характере