Features of interpretation of pulsed radiation-induced conductivity of polymers at low temperature

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

The pulsed radiation-induced conductivity of polyethylene and polypropylene was studied at low (about 100 K) temperatures under the influence of electron pulses with an energy of 50 keV and a duration of 1 ms. To explain the results obtained, the Rose-Fowler-Vaisberg model was used. It is shown that when using it, it is necessary to take into account the difference in the shifts of carriers in a unit electric field before the first trapрing (μ-0τ-0) and those moving by recapture along traps (μ0τ0) appearing in the theoretical Rose–Fowler–Vaisberg model. Both of these parameters were calculated based on the results of experimental results.

Full Text

Restricted Access

About the authors

I. R. Mullakhmetov

National Research University Higher School of Economics

Author for correspondence.
Email: sseew111@gmail.com

Tikhonov Moscow Institute of Electronics and Mathematics

Russian Federation, Moscow

V. S. Saenko

National Research University Higher School of Economics

Email: sseew111@gmail.com

Tikhonov Moscow Institute of Electronics and Mathematics

Russian Federation, Moscow

A. P. Tyutnev

National Research University Higher School of Economics

Email: sseew111@gmail.com

Tikhonov Moscow Institute of Electronics and Mathematics

Russian Federation, Moscow

E. D. Pozhidaev

National Research University Higher School of Economics

Email: sseew111@gmail.com

Tikhonov Moscow Institute of Electronics and Mathematics

Russian Federation, Moscow

References

  1. A.P. Tyutnev, V.S. Saenko, E.D. Pozhidaev, N.S. Kostyukov, Dielectric properties of polymers in fields of ionizing radiation (Nauka, Moscow, 2005). [in Russian].
  2. A.P. Tyutnev, V.N. Abramov, P.I. Dubenskov, A.V. Vannikov, V.S. Saenko, Reports of the USSR Academy of Sciences. 289 (6), 1437 (1986).
  3. A.P. Tyutnev, D.N. Sadovnichiy, V.S. Saenko, E.D. Pozhidaev. Polymer Science, Series A. 47 (11), 1971 (2005).
  4. А.P. Tyutnev, V.S. Saenko, R.Sh. Ikhsanov, E.A. Krouk. J. Appl. Phys. 126, 095501 (2019). https://doi.org/10.1063/1.5109768
  5. A.P. Tyutnev, R.Sh. Ikhsanov, V.S. Saenko, E.D. Pozhidaev. Polymer Science, Series A. 48 (11), 2015 (2006).
  6. A.P. Tyutnev, V.S. Saenko, I.R. Mullakhmetov, A.E. Abrameshin. J. Appl. Phys. 129, 175107 (2021). https://doi.org/10.1063/5.0048649
  7. I.R. Mullakhmetov, A.P. Tyutnev, V.S. Saenko, E.D. Pozhidaev. Technical Physics. 93 (1), 130 (2023). https://doi.org/10.21883/JTF.2023.01.54072.207-22
  8. A.P. Tyutnev, V.S Saenko, I.R. Mullakhmetov, A.E Abrameshin. J. Appl. Phys. 132, 135105 (2022). https://doi.org/10.1063/5.0106159
  9. A.P. Tyutnev, V.S. Saenko, I.R. Mullakhmetov, E.D. Pozhidaev. J. Appl. Phys. 134, 095903 (2023). https://doi.org/10.1063/5.0158855
  10. V.I. Gol’danskij, L.I. Trahtenberg, V.N. Flerov. Tunnel phenomena in chemical physics (Nauka, Moscow, 1986). [in Russian].
  11. A.P. Tyutnev, V.S. Saenko, E.D. Pozhidaev. Khim. fizika 25 (1), 79 (2006).
  12. A.P. Tyutnev, V.S. Saenko, E.D. Pozhidaev. IEEE Transactions on Plasma Science. 46 (3), 645 (2018). https://doi.org/10.1109/TPS.2017.2778189
  13. A.P. Tyutnev, D.N. Sadovnichii, V.S. Saenko, E.D. Pozhidaev. Polymer Science, Series A. 42 (1), 16 (2000).
  14. G.M. Bartenev, A.G. Barteneva. Relaxation properties of polymers (Khimiya, Moscow, 1992) [in Russian].
  15. V.R. Nikitenko. Non-stationary processes of transfer and recombination of charge carriers in thin layers of organic materials (NRNU MEPhI, Moscow, 2011). [in Russian].
  16. M.D. Khan, V.R. Nikitenko, A.P. Tyutnev, R.Sh. Ikhsanov. J. Phys. Chem. C. 123 (3), 1653 (2019). https://doi.org/10.1021/acs.jpcc.8b11520
  17. L.V. Lukin. Russ. J. Phys. Chem. B. 17 (6), 1300 (2023). https://doi.org/10.1134/S1990793123060180
  18. L.V. Lukin // Russ. J. Phys. Chem. B. 18 (6) (2024).
  19. G. N. Gerasimov, V. F. Gromov, M. I. Ikim et al. Russ. J. Phys. Chem. B. 15 (6), 1102 (2021). https://doi.org/10.1134/S1990793121310018
  20. G. V. Simbirtseva, S. D. Babenko. Russ. J. Phys. Chem. B. 17 (6), 1309 (2023). https://doi.org/10.1134/S1990793123060222

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. Experimental (1) and calculated (2) radiation-pulse conductivity of LDPE at 103 K and dose rate of 2.1 ∙ 104 Gy/s.

Download (200KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. Experimental (1) and calculated (2) radiation-pulse electrical conductivity of PP at 103 K and dose rate of 1.7 ∙ 104 Gy/s.

Download (185KB)
Indexing metadata
4. Fig. 3. Experimental (1, black, Kr /Kp ratio is plotted on the ordinate axis) and calculated (2, Kr /Kp′ ratio is plotted on the ordinate axis) RIE curves of LDPE at 298 K and a dose rate of 6.2 ∙ 105 Gy/s. Curve 2 practically coincides with curve 1, which sharply decreases to zero at t ≤ 0.4 μs (shown by the dashed line) due to the influence of methodological factors (measurement time constant, inertia of the electronic system, etc.). The electron pulse duration is 20 µs. The calculated curve (3, blue) was calculated for the parameter -m0-t0 = 1.9 - 10-16 m2/V (Table 2).

Download (218KB)
Indexing metadata
5. Fig. 4. Experimental (black) and calculated curves (1-5) demonstrating the method of fitting the frequency factor on the example of LDPE (normalized to the value of jrd at the end of the radiation pulse). The temperature is room temperature, the pulse duration is 20 µs. The frequency factor values are 107 (1), 106 (2), 6 ∙ 105 (3), 2 ∙ 105 (4), and 8 ∙ 104 s-1 (5).

Download (171KB)
Indexing metadata
6. Fig. 5. Experimental (1) and calculated (2, 3) RIE curves of PP at 298 K and dose rate of 1.7 ∙ 104 Gy/s. For curve 2 the parameter dd1 = 0.1, for curve 3 it is equal to 0.07 (shown by arrows).

Download (190KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2025 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».