Радиационно-индуцированные процессы в широкозонных диэлектриках

Изучены эффекты, возникающие в диэлектриках (Al2O3 и SiO2) в поле “мягкого” рентгеновского излучения высокой мощности. Экспериментальные исследования проводили на установке “Ангара-5-1”, в которой возможно достижение импульсной плотности мощности излучения источника вблизи расположения исследуемых образцов до 5 МВт/см2. Показано, что в приповерхностном слое облучаемой поверхности диэлектрика генерируются носители зарядов, что приводит к возникновению тока в цепи, включающей диэлектрик. Необходимым условием возникновения тока является наличие “горячих” электронов, которые обеспечивают поверхностную проводимость. Предложена математическая модель, описывающая процесс токовой генерации в диэлектриках при воздействии импульсного мощного рентгеновского излучения. Модель основана на совместном решении кинетических уравнений для рентгеновских фотонов, фотоэлектронов, электронов проводимости и дырок в валентной зоне и самосогласованных уравнений Максвелла. В уравнениях Максвелла вместо стороннего тока вторичных носителей заряда использован ток радиационной проводимости.

The phenomena occurring in dielectrics (Al2O3 and SiO2) in the field of soft X-ray radiation of high power have been investigated. Experimental studies were carried out at the Angara-5-1 facility, which allows to reach the pulsed radiation power density of the source up to 5 MW/cm2 at the location of the examined samples. It was revealed that the charge carriers were generated in the near-surface layer of an irradiated dielectric surface, which caused the current generation in a circuit including the dielectric. A necessary condition for current generation is the presence of “hot” electrons, which provide the surface conductivity. A mathematical model was proposed to describe the process of current generation in dielectrics during exposure to pulsed powerful X-ray radiation. The model is based on the joint solution of the kinetic equations for X-ray photons, photoelectrons, conduction electrons and holes in the valence band and self-consistent Maxwell equations. In Maxwell’s equations, instead of the external current of secondary charge carriers, the radioative conduction current was used.

Authors
Барыков И.А. 1, 2 , Вичев И.Ю.3 , Зайцев В.И. 1 , Каневский В.М.4 , Тараканов И.А.3 , Федоров В.А. 4
Number of issue
9
Language
Russian
Pages
27-31
Status
Published
Year
2022
Organizations
  • 1 АО “ГНЦ РФ ТРИНИТИ”
  • 2 Российский университет дружбы народов
  • 3 Институт прикладной математики им. М.В. Келдыша РАН
  • 4 ФНИЦ “Кристаллография и фотоника” РАН
Keywords
dielectrics; surface; irradiation; x-ray radiation; high power; detectors; conductivity; numerical simulation; диэлектрики; поверхность; облучение; рентгеновское излучение; детекторы; проводимость; численное моделирование
Date of creation
28.12.2023
Date of change
28.12.2023
Short link
https://repository.rudn.ru/en/records/article/record/95298/
Share

Other records

Федорова Л.А., Харламов М.М.
Вестник Алтайской академии экономики и права. Автономная некоммерческая образовательная организация высшего образования "Алтайская академия экономики и права". 2022. P. 152-159