[发明专利]一种电子辐照下介质材料空间电荷原位测量装置及方法

权利要求书

1.一种电子辐照下介质材料空间电荷原位测量装置，其特征在于，它由真空靶室(1)、所发射电子能量和束流密度可调的电子加速器(2)、真空抽气系统(3)、示波器(4)、电声脉冲法测量系统(6)、样品台(7)、脉冲发生器(8)组成；其中，电声脉冲法测量系统(6)包括：脉冲信号输入接口(601)、铝屏蔽壳(602)、保护电阻(603)、铝电极(604)、上电极(606)、信号输出接口(607)、信号输出电路(608)、绝缘垫(609)、压电传感器(610)和下电极(611)；

铝电极(604)、上电极(605)、介质材料样品(5)、下电极(611)、压电传感器(610)和绝缘垫(609)自上而下叠放连接后置于铝屏蔽壳(602)内部；下电极(611)和压电传感器(610)之间涂抹导电硅脂，上电极(605)和下电极(611)是通过蒸镀法在介质材料样品(5)两面镀上的金属薄膜；铝屏蔽壳(602)具有上开口，铝电极(604)中间部分通过所述上开口暴露在铝屏蔽壳(602)之外，且所述上开口与铝电极(604)紧密贴合；铝屏蔽壳(602)的壳体上设有脉冲信号输入接口(601)和信号输出接口(607)，脉冲信号输入接口(601)通过保护电阻(603)连接铝电极(604)，压电传感器(610)通过信号输出电路(608)连接信号输出接口(607)；

真空靶室(1)与真空抽气系统(3)连通，电声脉冲法测量系统(6)放在真空靶室(1)内的样品台(7)上，电子加速器(2)位于样品台(7)上方，脉冲发生器(8)和示波器(4)置于真空靶室(1)之外，脉冲发生器(8)与电声脉冲法测量系统(6)的脉冲信号输入接口(601)相连，示波器(4)与电声脉冲法测量系统(6)的信号输出接口(607)相连。

2.根据权利要求1所述的电子辐照下介质材料空间电荷原位测量装置，其特征在于：所述铝电极(604)的上开口为喇叭口。

3.根据权利要求1所述的电子辐照下介质材料空间电荷原位测量装置，其特征在于：所述的介质材料样品(5)的厚度在1mm以下。

4.根据权利要求1所述的电子辐照下介质材料空间电荷原位测量装置，其特征在于：所述的介质材料样品(5)上电极和下电极的厚度为100μm～300μm。

5.一种使用权利要求1的电子辐照下介质材料空间电荷原位测量装置的测量方法，其特征在于包括下列步骤：

步骤1、将介质材料样品(5)安装在电声脉冲法测量系统(6)中，然后放置于真空靶室(1)中的样品台(7)上，关闭真空靶室；

步骤2、开启真空抽气系统(3)给真空靶室(1)抽真空；

步骤3、开启电子加速器(2)辐照介质材料样品(5)，以模拟空间环境的高能电子；

步骤4、辐照设定时间后，关闭电子加速器(2)；

步骤5、开启脉冲发生器(8)，通过铝电极(604)产生相应的脉冲电压；

步骤6、脉冲电压作用于介质材料样品(5)后产生声脉冲信号，声脉冲信号通过压电传感器(610)转换为电信号，经过信号输出电路(608)的放大处理后，经过信号输出接口(607)由示波器(4)获得介质材料样品的空间电荷分布特性；

步骤7、调整电子加速器(2)所发射电子的能量和束流密度，重复步骤3～6。

6.根据权利要求5所述的测量方法，其特征在于：所述步骤4中电子加速器(2)所提供的高能电子能量范围在0.8～2.3MeV内可调，束流密度范围在1～25nA/cm²内可调。

7.根据权利要求5所述的测量方法，其特征在于：所述步骤5中脉冲发生器(8)产生宽度为30ns、幅值-1kV～2kV的电脉冲。

8.根据权利要求5所述的测量方法，其特征在于：所述步骤2中真空环境真空度要求优于5.0×10^－3Pa。