Что такое кривая релаксации заряда?

Релаксация заряда и поляризации в электретах связана с неравновесным
характером этих величин. Со временем происходят разориентация диполей,
экранировка поляризационных связанных зарядов собственными носителями,
дрейф неравновесных носителей в собственном электрическом поле с разрядкой
их на электродах и многие другие процессы, ведущие к постепенному
исчезновению внутреннего и внешнего электрических полей и поверхностного
потенциала электретов. Релаксация зависит от природы электретного состояния
в данном материале, его структуры, условий окружающей среды (температуры,
влажности, наличия ионизирующих излучений, механических напряжений,
микроорганизмов и т. п.) .
С увеличением температуры подвижность диполей возрастает, растет
вероятность разориентации отдельных диполей, а в области релаксационного
перехода, например, стеклования полимера, все диполи приобретают
способность поворачиваться. Поэтому релаксация поляризации ускоряется в
десятки, сотни и тысячи раз.
Если в диэлектрике имеются собственные носители заряда даже в очень малых
концентрациях, то они, двигаясь во внутреннем поле электрета, собираются у
поверхностей, где экранируют или компенсируют связанные заряды
ориентированных диполей. Несмотря на то, что сами диполи могут оставаться в
сориентированном состоянии, поляризация в электрете исчезает - наступает
релаксация.
Релаксация электретного состояния подразделяется на изотермическую -
протекающую при постоянной температуре - и термостимулированную, которая
происходит при повышении температуры по какому-либо искусственно заданному
закону. Последняя чаще всего имеет место в научных исследованиях,
используется в так называемой термоактивационной спектроскопии электрически
активных дефектов и диполей в физике полупроводников и диэлектриков.
Нередко она называется термостимулированной деполяризацией (ТСД)
Для каждого кристаллического или полимерного диэлектрика вид кривых ТСРП
или ТСД индивидуален. Кривые отличаются по области начала релаксации заряда
или поляризации, скорости спада поверхностного потенциала V, форме и высоте
пиков. Анализ кривых позволяет определить параметры диполей или ловушек -
энергию активации, частотный фактор и др. Подробнее этот вопрос будет
рассмотрен ниже.
Метод ТСД позволяет определить все
параметры процесса релаксации в случае, когда в образце имеется один сорт
диполей. При наличии нескольких сортов диполей график тока ТСД может иметь
несколько пиков в разных областях температур, по которым можно судить о
процессах внутри полимерного диэлектрика, отвечающих за релаксацию
электретного состояния.
Интегрированием кривой ТДС (определением площади,
ограниченной кривой) можно найти полный связанный заряд ориентированных
диполей.