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基于电场力显微镜的聚酰亚胺表面电荷

材料科学与工程学报 2014年第3期32卷 452-455页

作者：王春香孙志陈丽梅陈佰树黑龙江八一农垦大学理学院黑龙江大庆163319 黑龙江省电介质工程国家重点实验室培育基地(哈尔滨理工大学) 黑龙江哈尔滨150080

为了研究电介质材料在微纳米尺度下表面电荷产生的原因,为纳米电介质材料的发展提供实验分析基础,本文利用电场力显微镜(Electrostatic Force Microscope,EFM)在微纳米尺度下对聚酰亚胺薄膜表面电荷的起因及特性进行了研究。研究表明:... 详细信息

为了研究电介质材料在微纳米尺度下表面电荷产生的原因,为纳米电介质材料的发展提供实验分析基础,本文利用电场力显微镜(Electrostatic Force Microscope,EFM)在微纳米尺度下对聚酰亚胺薄膜表面电荷的起因及特性进行了研究。研究表明:采用导电探针施加偏置电压,摩擦接触聚酰亚胺薄膜表面,在微纳米区域内可产生稳定的电荷分布;薄膜的接触电势差约为-4.0V;负电压更易在聚酰亚胺表面注入电荷;针尖运动速度对聚酰亚胺表面电荷的产生影响并不显著。

关键词：电场力显微镜表面电荷聚酰亚胺接触电势差

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基于电场力显微镜的纳米聚合物表面处理与电荷观测方法研究

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科技资讯 2022年第23期20卷 20-24,51页

作者：赵中浩张雯雯黄佳澳刘育彤韩柏哈尔滨理工大学黑龙江哈尔滨150080

目前对纳米电介质性能机理的研究需对微观尺度下纳米粒子及其周围界面电荷分布及运动特性进行表征,为解决在利用电场力显微镜观测聚合物表面时纳米粒子暴露少,表面电荷量过大导致的电荷观测困难的问题。该文改进纳米复合聚乙烯材料的熔... 详细信息

目前对纳米电介质性能机理的研究需对微观尺度下纳米粒子及其周围界面电荷分布及运动特性进行表征,为解决在利用电场力显微镜观测聚合物表面时纳米粒子暴露少,表面电荷量过大导致的电荷观测困难的问题。该文改进纳米复合聚乙烯材料的熔融共混工艺方法,尝试使用不同的表面处理方法使表面纳米粒子暴露出来,进而获得稳定适合观测的表征环境,为在一定程度上验证纳米电介质中的界面理论提供理论依据。

关键词：电场力显微镜纳米电介质表面处理空间电荷

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基于原子力显微镜的特殊结构复合聚乙烯微观电荷特性研究

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基于原子力显微镜的特殊结构复合聚乙烯微观电荷特性研究

作者：罗隆伊哈尔滨理工大学

学位级别：硕士

纳米电介质中掺杂物与基体间的界面区域对材料的性能起重要作用,研究复合材料界面附近的电荷演变对揭示纳米电介质介电机理具有重要意义,掺杂颗粒的形状与界面区域电荷演变存在联系。原子力显微镜（AFM）是目前唯一可以用来探测微区电... 详细信息

纳米电介质中掺杂物与基体间的界面区域对材料的性能起重要作用,研究复合材料界面附近的电荷演变对揭示纳米电介质介电机理具有重要意义,掺杂颗粒的形状与界面区域电荷演变存在联系。原子力显微镜（AFM）是目前唯一可以用来探测微区电荷演变的手段,AFM的电学模式中开尔文力显微镜（KPFM）和电场力显微镜（EFM）是探究界面机理的主要方法。为探究颗粒形状结构对试样电荷性能的影响,本文改进样品制备方法与观测方法,获得适于AFM观测的条件。利用KPFM与EFM系统的研究了纯低密度聚乙烯（LDPE）、球形与棒状二氧化硅（Si O）掺杂的LDPE、球形与片状氧化镁（Mg O）掺杂的LDPE的表面电荷演变规律,验证了颗粒形状对界面电荷分布的影响,并结合空间电荷测试建立宏观与微观电荷演变的联系。通过AFM的接触模式对试样进行电荷注入,然后利用KPFM观测注入电荷的演变规律。研究发现,掺杂后的复合材料表面电位衰减速度比纯LDPE慢,尤其发现在棒状Si O/LDPE中颗粒旁边注入时电位基本不衰减,远离颗粒注入后明显衰减,在片状Mg O/LDPE中的注入电荷会向颗粒附近的界面区域迁移。结果表明颗粒掺杂引入了界面区域,降低载流子迁移率,特殊结构颗粒与基体间的界面陷阱效应明显更易使电荷入陷。利用EFM分别观测了试样原生电荷与注入电荷的运动特性。结果发现球形与棒状Si O/LDPE的界面区域陷阱易束缚电荷,且相比纯LDPE电荷难以消散。在棒状颗粒旁边注入后电荷会沿着颗粒轮廓分布,远离棒状颗粒注入后在棒颗粒的端部有明显的电荷聚集,表明棒状颗粒端部的陷阱数量多,会束缚更多的电荷,界面陷阱效应明显。此外利用电声脉冲法（PEA）测量试样空间电荷分布,发现Si O颗粒掺杂提高了材料抑制电荷注入的能力,其中棒状颗粒试样极化过程仅有少量电荷注入。对比PEA去极化衰减曲线与KPFM电位衰减曲线发现均随时间呈指数下降,且掺杂后的剩余电荷均高于纯LDPE,验证了宏观与微观电荷演变关联性。通过上述研究,获得了适合AFM的观测与处理方法,揭示了电荷演变与颗粒形状的关系,建立了微观电荷分布与空间电荷特性之间的联系,验证了界面区域在复合材料中的重要作用,为界面理论的研究提供了有力的佐证。

关键词：开尔文力显微镜电场力显微镜界面区域空间电荷纳米电介质

用扫描探针显微镜测量材料表面电学和磁学特性

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实验技术与管理 2003年第4期20卷 13-17页

作者：王秀凤清华大学物理系北京100084

扫描探针显微镜是用于测量材料表面不同性质的一类仪器.扫描探针显微镜在测量材料表面电学和磁学特性方面的测量技术发展较快.本文简要介绍了电场力显微镜、磁力显微镜的测量原理,着重对新发展的测量技术的原理及应用进行了描述.

关键词：扫描探针显微镜电场力显微镜磁力显微镜测量技术材料

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不同镀层微探针注入对聚酰亚胺表面电荷的影响

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不同镀层微探针注入对聚酰亚胺表面电荷的影响