Впервые обнаружена термостимулированная электронная эмиссия из полимерных электретов в высоком вакууме. Электреты были изготовлены в коронном разряде из предварительно ориентированного полиэтилена высокой плотности (HDPE). Пик на кривой зависимости интенсивности электронной эмиссии при линейном увеличении температуры образца электрета из HDPE наблюдается при температуре 60С (рис. 1). Известно, что в полиэтилене наиболее интенсивное движение сегментов макромолекул начинается также при этой же температуре. С другой стороны, очевидно, что такой температуры недостаточно, для освобождения электронов из ловушек и эмиссии электронов из образца. Следовательно, термостимулированная эмиссия деформированных полимеров обусловлена освобождением захваченных электронов главным образом в результате интенсификации молекулярного движения, приводящего к разрушению ловушек, а не вследствие непосредственной термической активации электронов из ловушек. Вероятность преодоления потенциального барьера на границе полимер-вакуум электроном может быть увеличена вследствие новой благоприятной ориентации постоянных электрических диполей, образовывавших ловушку.

Таким образом, опыты показали, что при использовании коронного разряда (т.е. преимущественно ионов) для зарядки полимерной пленки, заряд получаемого электрета формируется электронами. Установлено, что предварительная ориентационная вытяжка HDPE повышает стабильность заряда электретов, получаемых в коронном разряде. Еще большую стабильность имеют электреты из ориентированного полиэтилена, заряженные в короне при одноосной растягивающей механической нагрузке. Повышенная стабильность электретов обусловлена захватом электронов в глубокие структурные ловушки, образованные после деструкции макромолекул при ориентации и воздействия механических напряжений.

Полученные результаты углубляют знания о природе электретного состояния полимеров и позволят повысить стабильность и долговечность, как полимерных электретов, так и устройств, в которых они используются.

Публикации

1. [1] PakhotinV.A., Semenov S.E. Charge stabilization in corona electrets made of HDPE film due to the formation of deep electron traps during its orientational stretching. J. Appl. Phys., 2024, v.136, 12, ArtNo:124101