Релаксационные процессы в электретных пленках политетрафторэтилена и стабилизация параметров приборов на их основе тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.10 ВАК РФ

Гч.

ГГ;

гг"? Сг На правах рукописи

сс:

О чг-

Шемонаев Николай Викторович

РЕЛАКСАЦИОННЫЕ ПРОЦЕССЫ В ЭЛЕКТРЕТНЫХ ПЛЕНКАХ ПОЛИТЕТРАФТОРЭТИЛЕНА И СТАБИЛИЗАЦИЯ ПАРАМЕТРОВ ПРИБОРОВ НА ИХ ОСНОВЕ

Специальность 01.04.10 - Физика полупроводников и диэлектриков

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Рязань 1997

Работа выполнена в Рязанской государственной радиотехнической академия

Научный руководитель: доктор физико-математических наук, профессор

С.П. Вихров

Научный консультант: кандидат технических наук, доцент ВН. Тимофеев

Официальные оппоненты: доктор технических наук

С.М. Керабанов,

кандидат технических наук, профессор В.А. Филиков

Ведущая организация: Научно-исследовательский технологический

институт (НИТИ)

Защита состоится г. в /О часов

на заседании диссертационного совета Д 063.92.02 в Рязанской государственной радиотехнической академии по адресу: 391000, г. Рязань, ГСП, ул. Гагарина, 59/1.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Рязанской государственной радиотехнической академии.

Автореферат разослан "/^ " 1997 года

Ученый секретарь диссертационного совета

доктор технических наук, профессор В. К. Федяев

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность темы

Широкое использование электретов в элегаротюй промышленности в качестве активных злементоз различных устройств, потребность в создании электретов с конкретными заранее заданными параметрами, возможность прогнозирования и контроля этих параметров в процессе изготовления и эксплуатации делают важным исследование структуры заряда и условий его формирования и релаксации Зная физику процессов, можно проводить расчеты стабильности заряда электретов и оптимизацию приборов, выполненных на электретах.

• Существующие теория не дают описания всей совокупности процессов в электретах в различных материалах. Они с успехом применяются для количественного описания процессов образования и релаксации злеетрётиого заряда з полярных диэлектриках, но только качественно приемлемы з случае неполярных диэлектриков. Поэтому важным является создание физических моделей, адекватно отражающих процессы, происходящие в диэлектрике.

Центральным при разработке и эксплуатации электромеханически и электроакустических преобразователей на основе электретов является вопрос об их стабильности. Получаемые в настоящее время электреты обладают большим разбросом величин заряда и нестабильностью его во времени. Улучшить параметры. получаемых электретов можно усовершенствованием технологии электретов за счет применения в качестве инжектирующего электрода плазмы газового разряда и использования импульсной формовки заряда.

Перечисленноепыше определяет актуальность, настоящей работы, которая посвящена исследованию формирования и релаксации заряда электрета.

Цель работы

Развитие модельных представлений о природе гомозаряла и его релаксации в электретах на основе тонких пленок неполярных диэлектриков для повы-

шения стабильности заряда пленочных электретов, полученных в плазме газового разряда.

Постановку задачи

1. Провести анализ кзвестаых моделей электрегиого состояния с точки зрения механизма образования к релаксации гомозаряда.'

2. Рассмотреть процесс образования гомозаряда в тонки* пленках неполярных диэлектриков, полученных с плазме газового разряда с позиций теорий взаимодействия ускоренных внешним полем заряженных частиц с твердым телом.

3. Развита модель релаксации элестретнаго состояния в тонхопленочкых неполярных диэлектриках. Сравнением экспериментальных данных по спаду : заряда электретов при повышенных фиксированных температурах с результатами машинного расчета подтвердить актнаашюнио-дрейфовый характер релаксации гомозаряда.

4. Разработал, установку и методику исследования изотермического разрушения заряда при повышенных темперятурах. Сопоставлением с модельными представлениями о релаксации заряда рассчитать основные параметры, позволяющие сделать прогноз по временной стабильности заряда электретов в нормальных условиях.

5. Исследовать влияние режимов формирования1 заряда на параметры электрета для решения задачи получения электрета с заданными параметрами.

6. Использовать полученные элгктреты в качестве активных элементов • устройств.

Наупная новизи.а работы I. Развита физическая модель топкоплекочиою элестрета и ) неполярного диэлектрика,.основанная на преимущественной роди гомоюряда и позволяющая объяснить процесс формирования юмо заряда закреплением носителей заряда не только на у »с существующих дефектах материала, но и на ловушка*.

образованных в результате взаимодействия ускоренных электронов с диэлектриком.

2. Показано, что процесс релаксации гокозаряда в тонконленочиых электретах иа основе неполярных диэлектриков хорошо описывается акчивационно дрейфовым механизмом разрядки центров захвата, а изменение суммарного заряда электрета во времени представляется, соответственно, суперпозицией релаксационных процессов разрядки всех центров захвата.

3. Показана принципиальная возможность образования центров захвата зарядов в процессе электретнрования на основе теории взаимодействия ускоренных электронов с диэлектриком и формирования необходимой структуры гомоззряда. Экспериментально подтверждено влияние энергии ускоренных частиц иа'структуру заряда.

4. Разработана установка для изотермического разрушения заряда пленочных электретов при повышенных фиксированных температурах. Экстраполяцией результатов в область нормальных температур определено "время жизни" электретов н дан прогноз по надежности устройств с использованием элек-третных датчиков.

5. Проведено математическое моделирование нзопер>.п?ческого , ¿спада заряда при повышенных температурах с учетом активациошю-дрейфового механизма релаксации заряда . Результаты, полученные на ЭВМ, находятся в хорошем согласии с экспериментальными данными по изотермическому распаду заряда, что подтверждает развитые модельные представления о релаксации го-Мозаряда

Праугичгекзз ценность работы

1. Разработан и изгогомен макет установки для исследования изотермической релаксации заряда электретов при повышенных температурах, позволяющий рассмотреть кинетику разрушения заряда; Экстраполяция результатов в область нормальной температуры даст возможность прогнозировать срок работы электретов в качестве активного элемента.

2. В рамках предложенной модели рассчитано "время жизни" заряда электрета и проведено математическое моделирование на ЭВМ релаксации заряда при различных -температурах , что дает возможность оценивать и прогнозировать стабильность тонкопленочных электретов на основе неполярных диэлектриков.

3. Исследовано влияние режимов формирования заряда при импульсном элекгретарованин в плазме газового разряда. Полученные данные позволили выбрать режим, обеспечивающий получение стабильного гомозаряда с высокой величиной поверхностной плотности заряда.

5, Разработано устройство для определения проходимости бронхов с использованием в качестве акустического преобразователя электрстного датчика. Оно позволяет определить состояние дыхательной системы путем анализа акустических характеристик форсированного выдоха пациента. Разработанное устройство упрощает процесс диагностики состояния дыхательных путей и может применяться для проведения массового диагностического обследования.

Реализация результатов работы

1. Результаты работы по исследование электретов включены в учебное пособие для студентов специальностей 200200 и 190500.

2. Использованы в лабораторном практикуме для специальностей 200200 и 190500 разработанные электретиые датчики.

Положения, выносимые На защиту .

1. Образование гомозаряда тонкопленочного'электрета на основе неполярных диэлектриков, полученного в плазме газового разряда, происходит в результате инжекции электронов из плазмы в образец и закрепления их на центрах захвата. Ловушки могут как существовать, в исходном диэлектрике из-за ; дефектности его структуры, так-и создаваться в результате взаимодействия ускоренных электронов с поверхностью твердого тела. Величина заряда электрета

и его стабильность определяются концентрацией носителей заряда, захваченных на ловушки и энергией активации уровней захвата.

. 2. Релаксация заряда электретов из неполярных диэлектриков определяется термической активацией электронов с уровней захвата н дрейфом их через слой диэлектрика в сильном электрическом поле электрета. Общая вероятность этих процессов равна произведению вероятностей отдельных событий активации и дрейфа. Изменение заряда электрета во времени, в рамках этих представлений, является суммой процессов разрядки всех центров захвата.

3. Разработаны принципы построения и изготовлен макет устройства для определения проходимости бронхов, использующего электретный датчик в качестве активного элемента и позволяющего определить состояние дыхательной системы путем спектрального анализа акустических характеристик форсированного выдоха пациента. Применение электретного датчиха позволили получить чувствительность устройства 4 мВ/Па, а использование ЭВМ уменьшить время анализа акустического сигнала до 5-8 с.

Апробация работы

. Основные результаты работы докладывались и обсуждались на: 4 спуб-ликанской научно-технической конференции студентов, молодых ученых и специалистов "Биотехнические, медицинские и экологические системы и комплексы", проходившей в Рязани в 1995; международной научно-технической конференции по физике твердых диэлектриков ДИЭЛЕКТРИКИ-97, проходившей в Санкт-Петербурге в 1997. Результаты, положенные в основу диссертации, опубликованы в 6 научных работах.

• Объем и структура диссертации

Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и списка цитируемой литературы, включающего 91 наименование. Диссертация содержит 124 страницы печатного текста, 21 рисунок.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В первой главе проведен аналитический обзор литературы по исследованию электретного эффекта в твердых диэлектриках.

Во второй главе рассмотрены физические явления на границе плазма газового разряда - диэлектрик. Анализ физической модели образования гомоза-ряда приводит к предположению о возможности успешного использования в качестве инжектирующего электрода высокоиокизиро ванной газовой среды -плазмы газового разряда.

При помещении диэлектрика в плазму тлеющего разряда его поверхность, обращенная к газовому разряду, будет заряжаться отрицательно до величины пристеночного потенциала, определяемого параметрами разряда, и на поверхности образуется небольшой по величине электронный заряд, препятствующий дальнейшему проникновению электронов из плазмы. Этот заряд не стабилен и быстро исчезает после прекращения разряда. Созданием в пленке внутреннего электрического поля, направленного в сторону плазмы, можно реализовать условия для дрейфа электронов в объем диэлектрика. Учтивая высокую концентрацию электронов в плазме, можно ожидать при этом образования достаточно высокого по величине и равномерно распределенного по поверхности заряда.

Плотность электронного тока на поверхности диэлектрика будет зависеть от величины пристеночного потенциала, образующегося в процессе газового разряда около поверхности диэлектрика. Кинетическая энергия электронов, попавших на диэлектрическую поверхность, должна быть больше величины пристеночного потенциала. В противном случае они отбрасываются назад в плазму. Величина пристеночного потенциала определяется из отношения плотности электронного тока, приходящего к !ранние защитного слоя, к плотности ионного тока со стороны плазмы и изменяется в пределах 15 -25 В ( в интервале давлений 10 '-10"3 мм рт. ст)

Оценена вероятность и показана возможность туннелирования электронов из плазмы газового разряда в диэлектрик при отсутствии ускоряющего напряжения.

Проведен расчет процесса формирования заряда электрета в плазме газового разряда. Уравнения, описывающие процесс электретирования, имеют вид:

= \-е~*

Здесь o(t), E)(î), Ej(t) - поверхностная плотность гомозаряда, напряженно! сти электрического поля в образце и зазоре в процессе элекгретирования;

А = ———--коэффициент, определяющий скорость накопления заряда в

Yxà^ïil.

диэлектрике; ео - диэлектрическая постоянная; е - относительная диэлектрическая проницаемость материала электрета; yr, yj - удельные электропроводности диэлектрика и зазора; Up - напряжение, приложенное к электретируемой пленке. / . .

Приведенный математический анализ процедуры элекгретирования в газовом разряде указывает на. аналогию в процессах образования гомозаряда в диэлектрике и зарядки конденсатора. Найденное значение времени зарядки позволяет определить условия интенсификации накопления заряда и выбрать оптимальные режимы электретирования.

В третьей главе развивается, физическая модель образования и релаксации заряда электрета на основе неполярного диэлектрика. В полимерах внутренними дефектами, являющимися центрами захвата, мо.ут служить разветвления, перепутывания цепей, их концы, чужие прикрепленные группы и др. В случае фторопласта^ локальные уровни энергии формируются пол влиянием

молекулярного окружения, т.е. существует только ближний порядок. И о зонной диаграмме можно говорить только для микроскопических областей. В результате каждый атом или группа атомов приобретают наборы своих собственных энергий. В этом случае распределение ловушек по энергиям можно рассматривать как квазинепрерывное.

Таким образом, в запрещенной зоне всегда присутствует конечная плотность состояний. В дополнение к хвосту состояний, вызванных беспорядком в расположении атомов, имеются состояния, вызванные наличием внутренних структурных дефектов. В результате края зоны смазываются и трудно узнать, при какой энергии носители становятся свободными. Мотт и другие предложи-, ли определять зону исходя из подвижности носителей заряда. Вместо границ зон проводимости » валентной появляются края подвижности Ее и Ev/.при которых происходит резкое изменение подвижности носителей. Граница, разделяющая локализованные и делокализованные состояния, называемая краем подвижности (величина подвижности падает на три порядка), имеет критическую энергию Ее. Свободное движение возможно только для тех электронов, энергия которых больше Ее- Для электронов с более низкой энергией возможно их движение в направлении поля в виде отдельных прыжков между локализованными состояниями. Наличие большого числа локализованных состояний создаст благоприятные условия для захвата инжектированных электронов на ловушки с большим набором энергий. Ускоренные электроны могут не только захватываться на ловушки, уже существовавшие в диэлектрике, но и сами создавать дефекты. Рассмотрим этот процесс на примере электризации диэлектрика электронным пучком. При получении электретов облучением пучком электронов происходит инжекция ускоренных электронов в диэлектрик. Проникая вглубь дизлектрика, электроны генерируют пары вторичных носителей (образуя дефекты по Френкелю) с относительно небольшой энергией. Присутствие вторичных электронов обусловливает проводимость, которая оказывается индуцированной облучением (радиационная проводимость, PII). Она на несколько порядков величины превышает собственную проводимость материала, и ее дейст-

вие прекращается через несколько минут после электретароваиия. Например, для фторопласта оия составляют соответственно 10"15 и 10"п Ом" ' см "В результате столкновения первичные электроны замедляются, теряют свою энергию и захватываются на ловушки, что приводит к образованию начального распределения заряда. Количество дефектов, образующихся при воздействии на вещество заряженными частицами, зависит от направления потока, энергии электронов и интенсивности потока. Для получения электретов нами использовался метод электризации в плазме газового разряда с приложением ускоряющего импульсного напряжения до 1000 В. Под воздействием поля электроны получают дополнительную энергию и проникают в диэлектрик. При этом происходят, в сущности, те. же процессы, что и при взаимодействии электронного пучка с твердым'телом. Различие заключается в меньшей энергии электронов (около 1-кэВ) при получении электретов в-; плазме и, следовательно, в меньшей глубине проникновения й образования начального распределения заряда. Исследование влияния амплитуды ускоряющего напряжения на величину поверхностной плотности заряда электретов показывает, что при увеличении величины напряженности поля наблюдается рост плотности заряда, что можно объяснить генерацией электронами большего числа дефектов вследствие увеличения энергии потока заряженных- частиц. Зависимость концентрации ловушек от амплитудь! ускоряющего напряжения при получении электретов в плазме газового разряда; косвенно подтверждается и исследованием Образцов е помощью метода ТС Д. '

К настоящему времени накоплен обширный материал по исследованию зависимости пробегов электронов.от их энергии для различных веществ, Зависимость пробег-энергия аппроксимируется степенной функцией вида

где г, А - атомный номер и атомная масса вещества; к и п - эмпирические коэффициенты, зависящие от материала, пробега и диапазона энергий; ё - плотность вещества; Яхюк- максимальный пробег электронов в веществе; Е -; энергия электронов. Для использованных образцов 27А=0.5 и £=2.1 г/см5. В ре-

зультате для метода получения электретов в плазме газового разряда величина пробега электронов равна Яхимс =3-10"*м. -

Начальное распределение отрицательного заряда в электрете простирается на глубину, составляющую около 2/3 полного, пробега электрона. В односторонне металлизированных образцах, используемых в наших экспериментах, сила со стороны поля направлена к электроду. Таким образом, большинство электронов проникают дальше средней глубины в область образца, где радиационная проводимость, вызванная образованием дефектов Френкеля еще высока. В результате образуется гауссовское распределение плотности захваченных электронов в поверхностном слое диэлектрика.

В результате инжекцин электронов из плазмы газового разряда в диэлектрик и закрепления их на ловушках образуется отрицательный заряд. Согласно приведенным рассуждениям он локализуется в узком приповерхностном слое.

Образованная в. зоне инжектированного заряда область сильного электрического поля обусловливает дрейф свободных носителей зарядов в диэлектрической пленке. Это приводит к образованию в объеме диэлектрика области, нескомиенсированного пространственного заряда противоположной полярности. . ".. - . _'

Исходя из предложенной модели образования гомозаряда в неполярных диэлектрических пленках его спад представляется в следующем виде. Малая величина электропроводности и, следовательно, ограниченная концентрация свободных носителей заряда в материалах, используемых для изготовления электретов, обусловливают максвелловскую релаксацию инжектированного в диэлектрик заряда только в начальный момент его спада. На этом этапе Происходит нейтрализация внедренных в образец свободных и части закрепленных зарядов за счет ближайших свободных носителей заряда другого знака, всегда присутствующих в реальном диэлектрике,; что отмечается характерным быстрым спадом заряда. Процесс идет с уменьшением концентрации свободных постелей 'заряда во времени и пространстве. V

Последующий спад гомозаряда возможен в случае активации зарядов с ловушек захвата и потенциальных ям и связан с миграцией зарядов через пленку во внутреннем, электрическом поле электрета. Указанные статистические события в виде термической активации носителя с уровня захвата и его дрейфа сквозь толщину пленки в электрическом поле электрета являются совместными. Поэтому вероятности этих событий при нахождении общей вероятности акти-вационио-дрейфовогр процесса следует не складывать, а перемножать. Вероятность термичесхой активации носителя заряда с глубокой ловушки пропорциональна больцмановской экспоненте, а вероятность дрейфа электронов сквозь толщину пленки можегг быть; представлена как величина, обратно пропорциональная среднему времени дрейфа. Среднее время дрейфа можно определить

, - I I

зная толщину пленки Ь и среднюю скорость электронов г„ - — ~----.

■; ' . . ; уч> >,Е

Тогда время релаксации ахтивационно-дрейфоаого процесса можно определить из.выражения:

где Ь -толщина пленки; где создается относительно сильное поле, вы бывающее дрейф зарядов;

■ М, &Е - подвижность и энергия активации носителей, участвующих в дрейфе сквозь пленку;

Е - средняя напряженность поля в электрегной пленке.

' Изменение суммарного заряда электрета во .времени, представляем* су. перпозицией релаксационных процессов разрядки всех центров (ачвата и может быть показано в виде ;

Ш-ЭДехр

I I .

где-0,', т, - величина .заряда м время его релаксации для I го цсшра мчна-та соответственно.

Экспериментальные зависимости спада заряда электрета от времени были получены на разработанной нами установке для исследования релаксации гомозаряда электрета во времени при различных фиксированных температурах.

Для подгвервдения предложенной модели методом термостимулирован-ной деполяризации (ТСД) определена структура заряда пленочных электретов, полученного в плазме. На экспериментальных кривых наблюдаются три Максимума, соответствующих релаксации заряда. Энергии активации ловушек равны: ДЕ1- 1,2 эВ, ДЕг = 1,41 эВ, ДЕз = 1,6 зВ.

Проведено математическое моделирование спада заряда при шгги повышенных температурах.' В рамках нашего эксперимента спад заряда в соответствии с его структурой аппроксимируется тремя экспонентами, наложенными друг на друга, причем наиболее долговременная релаксация связана с термической активацией наиболее глубоких центров захвата. Естественно, что метод термической очистки пиков ТСД не дает истинного спектра ловушек, так как реальный спектр значительно-шире. Тем не менее качественно картина релаксации остается той же. Характер изменения заряда во времени соответствует реально наблюдаемому. Сравнение экспериментальных н расчетных зависимо-. стей показывает, что действительный начальный спад заряда'при хранении образцов в нормальных условиях идет быстрее.

Это связано с экранированием гомозаряда за счет адсорбции на поверхности пленки из окружающей среды зарядов противоположного знака (ионов из атмосферы), что не учитывается в выражении для времени релаксации гомозаряда электрета на основе неполярных диэлектриков; полученных в плазме газового разряда. В долговременной часта теоретические кривые хорошо согласуются с экспериментальными. Время "жизни" электретов, рассчитанное в соответствии с барьерной моделью, для исследуемых образцов равно примерно 100 лет, что не прот иворечит литературным данным. •

В четвертой главу рассмотрены получение пленочных электретов с по1 мощью плазменного метода и их применение.

При получении электретов в газовом разряде приложением к образцу постоянного напряжения возникает опасность образования высокого по величине, но слабо закрепленного, подверженного воздействию внешних факторов адсорбированного заряда. Описанный в данной работе метод импульсного электре-тирования с чередующейся полярностью импульса позволяет освобождать поверхность образца от несвязанного и слабозакрепленного заряда в процессе получения электрета, благодаря чему реализуется возможность максимального использования злекгрегных свойств диэлектрика:

Исследования влияния режимов злектретирования на характеристики электретов позволили выбрать следующий основной режим: давление в разрядном промежутке-8 10"2 мм рт.ст.; разрядный ток- 1 мА; амплитуда импульсного ускоряющего напряжения -1000 В; длительность импульса ~ 0,6 мс; частота следования импульсов - 1200 Гц; время злектретирования - I мин.

Рассмотрены конструкция и принцип работы электретного датчика и возможность его применения в некоторых устройствах.

Разработано устройство для определения проходимости бронхов с использованием в качестве акустического преобразователя электретного датчика Оно позволяет определить состояние дыхательной системы путем анализа акустических характеристик форсированного выдоха пациента. Регистрируемый датчиком первичный сигнал поступает на блох предварительной обработки, Сигнал поступает на линейный вход АЦП (в качестве АЦП используется звуковая карта семейства Бош1с1В1а51ег) и оцифровывается с частотой дискретизации 4 кГц. Б дальнейшем, для анализа полученных результатов, преобразованный сигнал подвергается обработке на персональном компьютере. На временной диаграмме регистрируется огибающая шумового процесса выдоха, затем производится переход от временной формы представления сигнала к частотной форме. По результатам анализа его спектральной характеристики делается вывод о состоянии дыхательной системы пациента. Итоги обследования накапливаются в базе данных. Разработанное устройство позволяет упростить процесс диагно-

с гики состояния дыхательных путей и может применяться для проведения массового диагностического обследования. .

!. Проаедска сценка вероятности.кижекции заряженных частиц из плазмы газового разряда а дичлекгрик. Математический анализ процесса элекфети-рования позволил определить условия накопления заряда.

2. Рассмотрены физические процессы образования гомозаряда электретов, полученных в плазме газового разряда, учитывая образование ловушек при взаимодействии ускоренных электронов с диэлектриком. Это позволило развить модель пленочного электрета с "чистым" гомозарядом. С применением теории взаимодействия электронов с веществом найдены глубина проникновения электронов в диэлектрик при злектретировании в плазме и, следовательно, глубина начального распределения юмозаряда.

3. Показано, что релаксация гомозаряда в неполярных пленочных электретах хорошо описывается актизаииоино-дрейфовым механизмом разряда центров захвата. Спад заряда происходят в результате термической активации электронов с уровнен захвата и их дрейфом сквозь пленку в электрическом поле электрета. Эти процессы являются соакестиыми, и поэтому общая вероятность активации и Дрейфа равна произведению вероятностей отдельных процессов. Проведено математическое моделирование спада заряда во времени для пяти фиксированных температур. В соотвегстанн с представлениями модели о релаксации гомозаряда злекгрета зависимость спада заряда ог времени аппроксимировалась набором экспонент, которые соответствуют разрядке отдельных уровней захвата.

4. Разработана установка дм исследования релаксации заряда электрета при различных повышенных фиксированных температурах. Экстраполяцией полученных значений найдено.время "жизни" заряда электрета при нормальной температуре. Экспериментальные зависимости спада гомозаряда электрета при

фиксированных повышенных температурах хорошо согласуются с зависимостями, рассчитанными в рамках предложенной физической модели.

5. Изготовлен ряд устройств для получения пленочных электретов и электронных мембран в плазме газового разряда. Исследовано алняние режимов элекгретирования и импульсной стабилизации заряда из параметры электрета. Выбран режим, позволяющий получить электрет с поверхностной плотностью заряда 10" 1 Кл-м"1 и высокой стабильностью гомозаряда, что подтверждается исследованиями релаксации заряда.

6. Исследована природа гомозаряда в пленках политетрафторэтилена с помощью метода токов термостимулируемой деполяризации (ТСД). Показано, что'на. кривых токов ТСД электретов, полученных в плазме газового разряда, имеется несколько максимумоз с энергиями активации АЕ|= 1,2 эВ, ЛЕ|- 1,41 эВ , ЛЕ)= 1,6 эВ, соответствующих релаксации электронного гомозаряда. Наличие нескольких максимумов позволяет заключить, что в запрещенной зоне диэлектрика существует ряд уровней захвата, характер которых зависит от структуры и метода получения электрета.

7. Разработан вариант устройства для анализа состояния бронхиальной проходимости методом трахеофонографии, В качестве преобразователя сигнала используется электретиый датчик. Устройство позволяет определить состояние дыхательной системы путем анализа акустических характеристик форсированного выдоха пациента и реализует две функции Первая -регистрация огибающей шумового процесса форсированного выдоха Вторая функция - спектральный анализ шума: Применение электреТното датчика позволили получить чувствительность устройства 4 мВ/Па, а'использование ЭВМ уменьшить время анШпа акустического сигнала до 5-8 с. Разработанное устройство позволяет упроегшь пр<щеесдиагностики соаокния дыхательных путей и может применяться для проведения кассового диа!жмггического обследования.

Публикации по теме диссертации

1. Шемонаев Н.В., Дьяков С.Н. Электреты и их примененне/Лезисы докладов республиканской научно-технической конференции студентов, молодых ученых и специалистов "Биотехнические, медицинские и экологические системы и юмплексы". Рязань, 1995. С. 29-30. '

2. Тимофеев В.Н., Шемонаев Н.В. Определение времени "жизни" гомоза-ряда на основе барьерной модели//Фнзика полупроводников и микроэлектроника: Межвузовский сборник научных трудоа.Рязань.1995. С.56- 59.

3. Тимофеев В.Н., Шемонаев Н.В. Физическая модель неполярного элек-трета/'Фюика полупроводников и микроэлектроника: Межвузовский сборник научных трудов.Рязань,1997. С.81-Е6.

4. Лабутин A.B., Шемонаев Н.В. Прибор для определения проходимости бронхов акустическим методом//физика полупроводников й микроэлектроника: Межвузовский сборник научных трудов.Рязань,1997. С:53-54.

5. Тимофеев В.Н., Шемонаев Н.В. Элекгретный эффект и его применение: Учебное пособие. Рязань,1996. 40 с.

6. Тимофеев В.Н., Шемонаев Н.В. Исследование тонкопленочных электретов на основе неполярных диэлектриков/ЛГезисы докладов международной научно-технической конференции по физике твердых диэлектриков ДИЭЛЕКТРИКИ-97. Санкт-Петербург, 1997. С.120-121.