Методики досліджень електрофізичних параметрів кристалів

Діелектрична проникність e кристалів визначалася з результатів експериментальних вимірювань електроємності зразків і розраховувалась за формулою для плоского конденсатора

, (2.1)

де d – товщина зразка, C – електроємність, S – площа електричних контактів, e₀ – електрична стала.

Електроємність С і тангенс кута діелектричних втрат tgd зразків вимірювалися за допомогою мосту змінного струму Е7-12 на частоті 1МГц та мосту Е8-4 на частоті 1кГц. Кристали знаходилися в камері високого гідростатичного тиску (рис 2.4), в якій у якості робочої рідини був гас. Температура фіксувалася вольтметром В7-21, який визначав різницеву напругу диференційної мідь – константанової термопари (5), один кінець якої знаходився в камері високого тиску (1), а інший – в термостаті з льодом (7). Камера охолоджувалася рідким азотом, для нагрівання використовувався нагрівний елемент (6) підключений до ТЕС–5020. Величина гідростатичного тиску визначалася за допомогою манганінового датчика високого гідростатичного тиску (4) та цифрового омметра Щ-34. Залежності e(Т) та tgd(Т) при фіксованих тисках отримані в динамічному режимі охолодження та нагріву зі швидкістю зміни температури 0.03–0.1 К/сек.

 

 

Рис.2.4. Схема установки для вимірювання діелектричної проникності кристалів.

1 – камера високого гідростатичного тиску; 2 – досліджуваний зразок; 3 – прижимні контакти; 4 – манганіновий датчик тиску; 5 – диференційна мідь-константанова термопара; 6 – нагрівний елемент; 7 – термостат з льодом; 8 - Щ – 34; 9 – ТЕС 5020; 10 – Е 7 – 12 (Е8 - 4); 11 – В7 – 21; 12 – Ф 2109; 13 – ПК.

Електроємність С і тангенс кута діелектричних втрат tgd зразків вимірювалися за допомогою мосту змінного струму Е7-12 на частоті 1МГц та мосту Е8-4 на частоті 1кГц. Кристали знаходилися в камері високого гідростатичного тиску (рис 2.4), в якій у якості робочої рідини був гас. Температура фіксувалася вольтметром В7-21, який визначав різницеву напругу диференційної мідь – константанової термопари (5), один кінець якої знаходився в камері високого тиску (1), а інший – в термостаті з льодом (7). Камера охолоджувалася рідким азотом, для нагрівання використовувався нагрівний елемент (6) підключений до ТЕС–5020. Величина гідростатичного тиску визначалася за допомогою манганінового датчика високого гідростатичного тиску (4) та цифрового омметра Щ-34. Залежності e(Т) та tgd(Т) при фіксованих тисках отримані в динамічному режимі охолодження та нагріву зі швидкістю зміни температури 0.03–0.1 К/сек.

Відносна похибка при вимірюванні електроємності складала 0.2 – 0.4 %, а при вимірюванні tgd – 3-5 %. При розрахунках діелектричної проникності e за співвідношенням (2.1) було враховано “паразитну” додаткову ємність електрообтюратора камери високого тиску та ємність монтажних дротів. В якості електричних контактів використовувалась срібна паста типу “Дегуса-200”.