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Doctoral Thesis
DOI
10.11606/T.54.1990.tde-16042009-102820
Document
Author
Full name
João Sinézio de Carvalho Campos
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Carlos, 1990
Supervisor
Committee
Giacometti, José Alberto (President)
Nascimento, Otaciro Rangel
Oliveira, Luiz Nunes de
Paoli, Marco Aurelio de
Zimmerman, Robert Lee
Title in Portuguese
Novo triodo corona e sua aplicação no estudo das propriedades elétricas do polímero pvdf.
Keywords in Portuguese
Polímero
Propriedades elétricas
Triodo corona
Abstract in Portuguese
Descreve-se a construção de um triodo corona que permite carregar eletricamente filmes dielétricos com corrente constante e simultaneamente medir a evolução temporal do potencial de superficie. A corrente de carga é mantida constante por controlar o potencial de grade, do qual o potencial de superfície da amostra é determinado. Com o sistema pode-se obter correntes de carga desde 1 nA até 1 μA e carregar amostras até potenciais da ordem de ± 6 kV. Descrevem-se também as características elétricas do sistema, seu princípio de funcionamento e seu desempenho para o estudo das propriedades elétricas de polímeros. O sistema foi utilizado no estudo da ferroeletricidade e na condução elétrica do polimero PVDF (polifluoreto de vinilideno). Os resultados mostram que o processo de condução, é dominado pelo transporte de um excesso de cargas (corrente limitada por carga espacial). A formação de uma polarização permanente, durante o carregamento, pode ser deduzida da curva de subida do potencial de superfície e confirmada pelas medidas do coeficiente piezoelétrico d31. Discutem-se as transições estruturais provocadas pelo campo elétrico, mostrando que podem ocorrer transições reversíveis e irreversíveis no material e além da polarização ferroelétrica, infere-se dos resultados que também ocorre uma polarização reversível. No final do trabalho, elabora-se um modelo físico que descreve a subida do potencial de superfície, incluindo o chaveamento da polarização ferroelétrica.
Title in English
New corona triode and application at the study of electrical properties of pvdf polymer.
Keywords in English
Corona triode
Electrical properties
Polymer
Abstract in English
This work describes a corona triode setup which allows charging thin dielectric films with a constant current and the simultaneous measurement of the sample surface potential. The charge current is kept constant by controlling the gride voltage, from which the sample potential is also derived. With the experimental setup we were able to obtain charging currents from 1 nA to 1 μA and getting potential UP to ± 6 kV. The electric characteristics of the system and its performance is also shown and discussed. The corona triode was used to study the electric conduction and the ferro-electricity of the PVDF (polyvinylidene fluoride) polymer. The results show that the conduction is dominated by the transport of an excess of charge. Formation of a permanent polarization during charging may be deduced from the potential build up curve and confirmed by piezoelectric measurements. We also discuss the structural transitions due to the electric field showing that both reversible and irreversible transitions may occur. Together with ferro-electric components we infer that a reversible polarization is also occurring in the material. Finally we present a theoretical model describing the sample potential build up including in it the ferroelectric switching.
 
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Publishing Date
2009-04-17
 
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