Электрофизические методы исследования. Кондуктометрия неоднородных материалов. Трухан Э.М - 13 стр.

                                                                           13


       Таким образом в формальном отношении теория М-В поляризации
оказывается асимптотическим случаем (h = χd>>1) развитой здесь более общей
электродиффузионной теории.
       Физический смысл расхождения данной теории с теорией М-В,
заключается в том, что в последней пренебрегается диффузией подвижных
зарядов от границ раздела внутрь проводника и заряд считается чисто
поверхностным. В действительности это справедливо лишь при высокой средней
концентрации свободных зарядов, когда размер области экранирования
(дебаевский радиус, χ–1, (2.9)) 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 ёмкость, а с ней и значения ε/0 (2.21) и δ/0
(2.32), зависят от n в отличие от теории М-В, в которой величины ε/0 и δ/0
изменяются скачком от значений для смеси изоляторов до значений для сильно
проводящих включений. Тем самым электродиффузионная теория формулами
(2.21) и (2.32) дает основу для количественного изучения фотодиэлектрического
эффекта 2 рода (Оксман, 1969 [34]).
       С ростом концентрации зарядов диффузия играет все меньшую роль, заряд
всё 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 не существенным. Поэтому в высокочастотном
пределе обе теории совпадают.
       Физический смысл возрастания активной проводимости с ростом частоты
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 всё время движутся к изменяющему равновесному
положению, «не чувствуя» границ и поглощая энергию. Частота дисперсии
соответствует времени диффузного 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:

                          ω0 = (σ2/ε2)t0    (2.33)

где, t0 определяется по (2.19) или (2.30) и зависит от геометрии системы. Во
втором случае ω0 пропорционально лишь подвижности зарядов и не зависит от
их концентрации:


                                                                           13