Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - H. 5. 5 februari 1944 - Dielektriska egenskaper och genomslagshållfasthet hos fasta isolationsmaterial, av Göte Malmlöw
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
Below is the raw OCR text
from the above scanned image.
Do you see an error? Proofread the page now!
Här nedan syns maskintolkade texten från faksimilbilden ovan.
Ser du något fel? Korrekturläs sidan nu!
This page has never been proofread. / Denna sida har aldrig korrekturlästs.
5 februari 19 Ak
145
trisk koppling kunna dessa nämligen försättas i
svängningar, när en elektron passerar.
Energiutbytet börjar vid någon viss elektronenergi och
stiger sedan t.ex. så, som fig. 9 visar. Vid
mycket stora elektronhastigheter blir tiden för
samverkan mellan elektron och gitterjon alltför liten
i jämförelse med jonens egensvängningstid, och ^
energiutbytet går åter mot noll. Aktiveringsfunk-^
tionen har således ett maximum, och vi förstå *
härav, att om elektronen mellan två stötar hinner
förvärva mer energi, än vad som motsvarar detta
maximum, så kommer den att accelereras till så
hög hastighet, att den till slut kan ge
"stötjonisation", dvs. lösgöra elektroner från gitter jonerna.
De frigjorda elektronerna befria i sin tur andra,
och en elektronlavin rusar mot den positiva
elektroden; ett genomslag har inletts. Seeger och
Teller48 ha givit denna teori matematisk form och
funnit, att kvantitativ överensstämmelse inte är
utesluten. Man är emellertid beroende av det
okända värdet på elektronens massa, när den
befinner sig i ett kristallgitter. Fröhlich49 har
uppställt en uppmärksammad och mycket diskuterad
teori med ett något annorlunda formulerat
kriterium på genomslag. Zener50 och Franz51 slutligen
ha beräknat genomslagshållfastheten med hjälp
av kvantteorin, som ju vid behandlingen av
egenskaperna hos ledare och halvledare varit mycket
framgångsrik. Samtliga dessa teorier resultera i
samma storleksordning som experimenten, och
därmed är ju otvivelaktigt mycket vunnet. Man
har sedan försökt finna något sätt att avgöra,
vilken teori, som skall anses vara den riktigaste,
och man har då studerat
genomslagshållfasthetens temperaturberoende. Buehl och von
Hip-pel52 undersökte 1939 kristaller av kaliumbromid,
och resultatet framgår av fig. 10. Det har ansetts
vara en väsentlig merit för Fröhlichs teori, att den
i enlighet härmed förutsäger en ökning av
hållfastheten med temperaturen. Seeger och Tellers
teori kan inte lämna något säkert besked i denna
fråga, men kvantteorierna resultera i en nära
temperaturoberoende genomslagshållfasthet.
Emellertid representerar också den fallande delen av
kurvan elektriskt genomslag och inte värmegenom-
Fig. 9. Energiutbytet när en elektron passerar en gitterjon
som funktion av elektronenergin.
Fig. 10. Den elektriska genomslagshållfastheten vid
likspänning som funktion av temperaturen (K Br).
slag, varför ingen av teorierna kunde sägas vara
tillfredsställande.
Värdena ha emellertid bestämts endast vid
likspänning, vilket medfört, att inverkan av
eventuellt uppträdande elektrolytisk polarisation icke
beaktats. Sådan polarisation reducerar
fältstyrkan inuti materialet till [E — P]l A, om den
beräknade är E/A. Vid låga temperaturer är
ledningsförmågan som vi sett så låg, att
polarisationen behöver mycket lång tid att utbildas,
medan den vid höga temperaturer, som nämnts,
alltmer motverkas av den ökande diffusionen. Den
fältstyrkenedsättande
polarisationselektromoto-riska kraften har därför ett maximum vid någon
viss temperatur, och vi förstå härav, att det
egendomliga temperaturberoendet enligt fig. 10
kvalitativt kan förklaras av polarisationens
inverkan. Egna mätningar53 ha visat, att flera
samverkande kvantitativa skäl kunna anföras som stöd
för denna uppfattning. Den "sanna" elektriska
genomslagshållfastheten hos kaliumbromid är i
enlighet härmed oberoende av temperaturen, vilket
står i bästa överensstämmelse med den
kvantmekaniska teorin enligt Zener50 och Franz51.
Litteratur
1. Hopkinson, J: Phil. Mag. (5) 2 (1876) s. 314; Phil.
Träns. roy. Soc., Lond. 166 (1867) s. 489 ; 167 (1877) s. 599 ;
Proc. roy. Soc., Lond. (6) 25 (1876) s. 496.
2. Ctjree, J: Ann. chim. Phys. (6) 17 (1888) s. 386 ; 18
(1889) s. 203.
3. Tank, F: Ann. Phys., Lpz. 48 (1915) s. 307.
4. Richardson, S W: Proc. roy. Soc., Lond. A 92 (1915)
s. 42; A 92 (1916) s. 101; A 107 (1925) s. 101.
5. Joffé, A: Ann. Phys., Lpz. 72 (1923) s. 461; "The
Phy-sics of Crystals". Mc Graw-Hill Book Co., New York 1928.
6. Gross, B: Phys. Rev. 57 (1940) s. 57; 59 (1941) s. 748.
7. Manning, M F & Bell, M E: Rev. mod. Phys^ 12 (1940)
s. 215.
8. Phipps, T; Lansing, W & Cooke, T: J. Amer. chem. Soc.
48 (1926) s. 112.
9. Phipps, T & Leslie, R T: J. Amer. chem. Soc. 50 (1928)
s. 2412.
10. Gimmings, D C & Phipps, T: J. Amer. chem. Soc. 52
(1930) s. 1341.
11. Phipps, T & Partriüge, E: J. Amer. chem. Soc. 51
(1929) s. 1331.
12. Seith, W: Z. Phys. 56 (1929) s. 802.
13. Lehfeldt, W: Z. Phys. 85 (1933) s. 717.
Beräkn.av
Fröhlich
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
