Научная тема: «ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ РАЗРУШЕНИЕ ПОЛИМЕРНЫХ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПЛЕНОК В УСЛОВИЯХ ПОДАВЛЕНИЯ ЧАСТИЧНЫХ РАЗРЯДОВ»
Специальность: 01.04.04
Год: 2009
Отрасль науки: Физико-математические науки
Основные научные положения, сформулированные автором на основании проведенных исследований:
  1. Электрическое разрушение полимерных диэлектрических пленок микронной и субмикронной толщины в условиях подавления краевых и частичных разрядов является развивающимся во времени (кинетическим) процессом, обусловленным распадом макромолекул в электрическом поле. Скорость его развития зависит от напряженности поля, действующего на макромолекулы, и определяет длительность подготовительной стадии пробоя, на которой происходит накопление дефектов или структурных изменений полимерного диэлектрика, в конечном итоге приводящих к его пробою. Пробой следует рассматривать как завершающую стадию электрического разрушения.
  2. Электрическое разрушение интенсивно развивается в локальных областях полимерного диэлектрика, где напряженность электрического поля превосходит среднюю напряженность поля в образце. Области локального усиления поля возникают вблизи микроострий, всегда существующих на электродах. Величина напряженности поля в этих областях обусловливается суперпозицией поля, определяемого геометрией микроострия, и поля объёмного заряда, накапливающегося в полимере в результате инжекции носителей заряда из электродов, и может достигать величины более 1 ГВ/м.
  3. Коэффициент электрических перенапряжений зависит от величины приложенного к образцу напряжения. При средней напряженности поля менее 108 В/м он определяется геометрическими характеристиками электродной системы и практически не зависит от величины напряжения на образце. В полях напряженностью (1 - 6)·108 В/м накапливающийся в полимере ОЗ ограничивает напряженность поля у вершины острия, что приводит к уменьшению коэффициента электрических перенапряжений. При дальнейшем увеличении средней напряженности поля электрическое поле ОЗ компенсирует снижение напряженности поля в объеме полимера, вследствие чего максимум напряженности поля формируется на некотором расстоянии от вершины острия и коэффициент электрических перенапряжений возрастает.
  4. Туннельный переход электронов с верхних заполненных электронами орбиталей макромолекул (уровней НОМО) на свободные состояния в металле следует рассматривать как процесс инжекции дырок из металла в полимер. На вольт - амперной характеристике (ВАХ) инжектирующего дырки контакта можно выделить два характерных участка, на которых влияние напряженности электрического поля и температуры проявляются различным образом. Такой характер ВАХ связан с изменением условий туннелирования электронов с уровней НОМО в металл при изменении напряженности электрического поля и температуры.
  5. Экспериментально наблюдаемые изломы на зависимостях связаны с нелинейным характером зависимости напряженности поля, действующего на макромолекулы и определяющего скорость их распада, от средней напряженности поля в образце.
  6. Пробой полимерных диэлектрических пленок субмикронной толщины обусловлен образованием в них на подготовительной стадии электрического разрушения проводящего канала, сквозь который могут протекать токи большой плотности. При напряженности поля в проводящем канале ~109 В/м плотность тока, необходимая для его разрушения и возникновения канала пробоя, должна составлять 104 - 107 А/см2.
Список опубликованных работ
1.Электрическое старение полимерной изоляции в условиях линейного возрастания напряжения и отсутствия частичных разрядов / Закревский В.А., Кабин С.П.. Сударь Н.Т. // Краткие тезисы докладов Всесоюзного научно - технического совещания "Состояние и перспективы развития электрической изоляции. Свердловск, 1987 г. Л., 1987. – с. 71-72.

2.Влияние объемного заряда на распределение электрического поля в полимерах / Закревский В.А., Сударь Н.Т. // Тезисы докладов 6-ой Всесоюзной конференции по физике диэлектриков. Томск, 1988. С. 33-34.

3.Электрическая прочность полимеров в условиях линейного подъема напряжения / Жуков С.В., Закревский В.А., Кабин С.П., Сударь Н.Т. // Известия ВУЗов. Физика. –1988. – № 4. – с. 86-90.

4.Влияние инжектированного заряда на распределение электрического поля в полимерном диэлектрике / Бережанский В.Б., Быков В.М., Городов В.В., Закревский В.А, Сударь Н.Т.// ВМС. – 1989. – Т. 31(Б), № 4. – с. 272-281.

5.Влияние объемного пространственного заряда на напряженность электрического поля в полимерных диэлектриках / Закревский В.А., Сударь Н.Т. // ЖТФ. – 1990. – Т. 60, № 2. – с. 66-81.

6.Инжекция дырок в полимеры из металлических электродов в сильных электрических полях / Закревский В.А., Сударь Н.Т.// ФТТ. – 1992. – Т. 34, № 10. – с. 3228-3232.

7.Влияние объемного заряда на закономерности электрического разрушения полимеров / Закревский В.А., Сударь Н.Т. // ЖТФ. – 1996. – Т. 66, вып. 4. – с. 105-113.

8.Влияние объемного заряда на напряженность действующих электрических полей в полимерах / Закревский В.А., Сударь Н.Т. // Тезисы докладов международной научно-технической конф. по физике твердых диэлектриков «Диэлектрики - 97» СПб. 1997 г.

9.Методы оценки работоспособности полимерных диэлектриков в сильном электрическом поле / Закревский В.А., Сударь Н.Т. // Тезисы докладов Международной научно-технической конф. по физике твердых диэлектриков «Диэлектрики - 97». СПб. 1997 г.

10.Отрицательный объемный заряд и напряженность электрического поля в полимерных диэлектриках при низких температурах / Закревский В.А., Сударь Н.Т. // ФТТ. – 1998. – Т. 40, № 6 – с. 1167-1172.

11.Электрическая прочность сверхтонких полимерных пленок / Азаров А.Ю., Закревский В.А., Поздняков О.Ф., Сударь Н.Т. // Тезисы докладов 9-ой международной конф. «Физика диэлектриков». Т. 1. СПб. Изд.: РГПУ им. А.И. Герцена 2000.

12.. Электрическая прочность сверхтонких полимерных пленок / Закревский В.А., Поздняков О.Ф., Сударь Н.Т. //Материаловедение. – 2001. – №7. – с. 2-6.

13.Электрическое старение и пробой полимерных диэлектриков / Закревский В.А., Сударь Н.Т..// Научно-технические ведомости СПбГТУ. – 2001. – №2(24). – с. 154-160.

14.Влияние электрических перенапряжений на ресурс долговечности полимерной изоляции / Закревский В.А., Степанов Е.А., Сударь Н.Т..// Труды 3-ей международной конф. «Электрическая изоляция 2002» СПб., 2002, с.63-65.

15.Mechanism of electrical degradation and breakdown of insulting polymers / Zakrevskii V.A., Sudar N.T., Zaopo A., DubitskyYu. A..// J. Appl. Phys. – 2003. – V.15. – р. 2135-2139.

16.Тепловые разрушения полимерных пленок в сильных электрических полях. / Закревский В.А., Сударь Н.Т. // Материалы Х международной конференции «Физика диэлектриков» (Диэлектрики 2004) СПб., 2004 с. 147-148.

17.Электрическое разрушение тонких полимерных пленок / Закревский В.А., Сударь Н.Т. // ФТТ. – 2005. – Т. 47. вып. 5. – с. 931-936.

18.Электрическая прочность тонких полимерных диэлектрических пленок / Ажоткин А.В., Закревский В.А., Сударь Н.Т. // Труды 4-ой международной научно-технической конф. «Электрическая изоляция 2006» СПб., 2006, с.63-64.

19.Electrical strength of thin polyaniline films / Kuzmin S.V., Saha P., Sudar N.T., Zakrevskii V.A., Sapurina I., Solosin S., Trchova M., Stejskal J..// Thin solid films. 2008. V. 516. No 8. – р. 2181 – 2187.

20.Электрические свойства и электрическое разрушение тонких пленок недопированного полианилина / Закревский В.А., Кузьмин С.А., Сударь Н.Т.// ВМС. – 2008. – Т. 50 (А), № 4. – с. 635 – 643.

21.Характер разрушений тонких пленок полистирола при электрическом пробое / Сударь Н.Т., Закревский В.А..// Материалы ХI Международной конференции «Физика диэлектриков» (Диэлектрики 2008). СПб. 2008. Т.1. С. 326 – 327.

22.Электропроводность и пробой пленок недопированного полианилина / Сударь Н.Т., Закревский В.А. // Материалы ХI Международной конференции «Физика диэлектриков» (Диэлектрики 2008). СПб. : Изд-во РГПУ им. А.И.Герцена, 2008. Т.1. с. 328 – 329.

23.Электрический пробой тонкопленочных полимерных структур / Сударь Н.Т.// Научно-технические ведомости СПбГПУ. – 2008. – № 3(59). – с. 144 – 151.