光照射時の過渡的残留電荷測定による金属/高分子界面の不純物準位に関する研究

通过测量光照射期间的瞬态残余电荷研究金属/聚合物界面的杂质水平

基本信息

批准号：
13750248
负责人：
門脇一則
金额：
$ 0.58万
依托单位：
Ehime University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2001
资助国家：
日本
起止时间：
2001 至 2002
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究によって明らかになった内容は以下のとおりである。1.直流電圧印加後に、短絡されたポリエチレンテレフタレートフィルムと半透明電極との界面における、残留電荷密度の過渡的変化を測定した。新品のフィルムを用いた場合、短絡状態で半透明電極越しに紫外線(254nm)を照射すると、残留電荷は指数関数的にゆるやかに減衰するものの、数時間後、ある値で収束した。この結果は、紫外線のエネルギーで脱トラップできない電荷が多く存在していることを意味している。つまり新品フィルムの表面における不純物準位は、かなりの深さにまで分布していることが示唆された。2.ポリイミドフィルムを用いて上記と同様の実験を行った。短絡後の残留電荷は、そのまま放置した場合には24時間経過しても全く減衰しなかった。しかし紫外線を照射すると共に急激に減衰が始まり、数分間で残留電荷は完全に消滅した。このことから、ポリイミド表面の不順物準位は、紫外線のエネルギーで十分脱トラップし得る程度の位置に分布していることがわかった。3.上記の2種類のフィルムを、実験前にあらかじめ強い紫外線に曝す事により表面を強制的に劣化させた後、同様の実験を行った。ポリエチレンテレフタレートの場合、短絡後に残留電荷の存在を確認することができなかった。このことは紫外線劣化によりフィルム表面の電気的な特性が著しく変化したこと意味している。一方、ポリイミドにおいては残留電荷の挙動の大きな変化は認められなかった。4.高分子フィルムと液体誘電体との界面に蓄積された電荷密度の測定を行った、各材料に固有の音響インピーダンスから算出される圧力波の反射係数を考慮すれば、高分子フィルムと液体界面の電荷密度をも精度良く測定できることを示した。圧力波信号を2秒間隔で測定できる計測システムを構築し、界面の電荷密度の過渡的変化の測定に成功した。

本研究的结果如下。 1.施加直流电压后，我们测量了短路聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜和半透明电极之间界面处残余电荷密度的瞬态变化。当使用新薄膜并通过处于短路状态的半透明电极照射紫外光（254 nm）时，残余电荷呈指数缓慢衰减，但在几个小时后收敛到一定值。这一结果意味着有许多电荷无法被紫外线能量捕获。换句话说，这表明新薄膜表面的杂质水平分布到相当大的深度。 2.使用聚酰亚胺膜进行与上述类似的实验。短路后的残留电荷即使在放置24小时后也完全没有衰减。然而，在紫外线照射下，电荷开始迅速衰减，残余电荷在几分钟内完全消失。由此可知，聚酰亚胺表面的杂质能级分布在能够被紫外线的能量充分捕获的位置。 3、实验前将上述两类薄膜置于强紫外光下强制降解，然后进行类似实验。对于聚对苯二甲酸乙二醇酯，无法确认短路后是否存在残余电荷。这意味着薄膜表面的电特性由于紫外线降解而发生显着变化。另一方面，在聚酰亚胺中没有观察到残余电荷行为的显着变化。 4. 测量在聚合物膜和液体电介质之间的界面处累积的电荷密度，并考虑到根据每种材料特有的声阻抗计算出的压力波的反射系数，聚合物膜和液体电介质之间的差异为表明界面处的电荷密度也可以高精度测量。我们构建了一个可以以 2 秒为间隔测量压力波信号的测量系统，并成功测量了界面处电荷密度的瞬态变化。