热刺激电流仪(TSC)_材料热学性质和性能测试
简介
热刺激电流法(Thermally Stimulated Current, TSC)是一种简单且实用的测试手段,能够较为准确地测量电介质、绝缘材料、半导体及驻体等物质的微观参数。该方法采用非等温测量模式,即在材料升温过程中进行实时监测。
由于不同材料(如介电材料)中的荷电粒子具有不同的微观参数(如活化能 $H$、松弛时间等),通过热刺激法可以将具有不同活化能或松弛时间的荷电粒子有效分离,从而分别测定其各自的参数。因此,TSC 是研究介电材料、绝缘材料及半导体材料微观特性的有效手段。
在具体定义上,TSC 通常指样品在电场极化后,撤去电场并进行热刺激,使样品从极化态向平衡态转变过程中,在外电路中产生的电流,即热激退极化电流(Thermally Stimulated Depolarization Current, TSD 或 T-TSC)。此外,热激电流也可指在同时施加电场并进行线性升温时,样品从平衡态向极化态转变过程中产生的热激极化电流。
热刺激电流法基于介质物理学理论发展而来,主要用于研究介质的微观分子运动。通过分析 TSC 曲线,可以便捷地研究介质材料中陷阱(Traps)、偶极子(Dipoles)和可动离子的性质,并准确测量活化能 $E$(或陷阱深度)以及弛豫时间等关键微观参数。