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纳米级电介质的主要特征1
纳米级电介质的主要特征-界面
摘要
有人认为,电介质粒子的行为,因为他们在通过规模缩水微米级到纳米级时,由性质越来越多的占主导地位他们与环境的界面。
决定这些界面的结构各种原子和分子间力的电性质都通过特别强调它们的的审查。
许多在被动和动态的介电性能可溯源到纳米界面性能的情况下予以考虑。
它也表明,这种界面是纳米级机电(NEM)系统,集体行动也是在宏观系统解释压电性。
界面自然纳米实体必须在纳米技术未来发展的重要作用。
在生命系统的中无处不在雇佣注意到和比较,表明协同机会。
关键词-Nanodielectrics,复合材料,界面,界面张力,双层,界面的介电元件,NEM,压电性。
1.简介
科学文化的发展中,制度和制度要素的属性被认为是在纳米尺度快速地增长。
在一开始,但是,它可以说,很多现代科学技术,如果不整,已经牢固建立在纳米,确实是子纳米概念。
特别是化学和很多生物和物理都基于我们认为在规模小的分子和原子水平的属性词汇。
在这些已建立的科学不过元素的属性通常集成在宏观量达到解释的宏观性质。
经典的电介质的情况,例如,是要考虑的分子的性质ZA偶极子纳米概念。
并适当地总结他们获得的介电常数ZA宏观的概念。
纳米科学和技术的新发展停止短的最终整合,并考虑哪些特殊的性能是目前在纳米级水平,以及他们可能如何被利用。
这是一个在量子和连续的科学之间的中观世界。
在电介质的情况下,这项工作涉及到基本单元,如大分子,单层和膜和纳米和mesometric粒子的性质。
造型设备和渺小的这个命令的系统元素意味着,他们开始采取在日常的现实,但实际上这与常规经验相距甚远。
这是惊人的表现在实现将1g100纳米直径的球形铝粒子就足以提供每个人今天活着约3×105粒子和一个3纳米簇直径比一个句号在打印一个典型的线路更小的106倍。
不过,在这些方面的集成电路设备,甚至更小的常规使用在无数的数字。
为电介质的系统,其中的长度尺度是下面200纳米左右。
纳米电介质W1X或nanodielectrics,介电元件之间的表面和界面,自己纳米尺寸,越来越突出。
微观和宏观世界的正常标度律不再能够用于预测性能和力,如常见于胶体系统接管。
由于界面主宰介质的情况下在这个水平,nanodielectrics和界面成为不可分割的。
在平衡电界面一个特点是,他们很可能会承受较大的电场。
但是很少承认是从机械力和化学和熵产生的梯度在其中等互动领域的存在。
这些都得到了很好的强调不过在目前的在配置和订购的界面组合场中生命系统的细胞内外界面的情况下产生的离子和分子生命的必要通量。
分子组织和非炫酷对称性,这是电介质界面的共同特点和性质,从这些它派生,使他们成为对感测和转换角色有吸引力的候选人。
MEMS和NEMS机电问世在微纳米尺度器件凸显认可的界面技术可开发的潜力。
在下面的界面介电特性进行审查,并在他们的系统在规模小的纳米尺度的主导地位将被强调。
2.纳米级条件
考虑设立两个其他材质均匀阶段A和B之间的界面。
在两相系统中的每个原子或分子会与周边平衡通过套短和长程力。
深藏在每个阶段的势力,虽然在原子间距波动,基本上是恒定的并且相位的特性。
与其它相的界面但是接近它们将变得越来越修改。
超过该力是从“散装”的值不同的范围定义了一个界面AB与力有关的任何性能的强度I会改变。
界面的范围,由I的变化定义并取决于有利的性能。
这可能是该系统中,诸如分子,原子或离子物种或电子浓度的成分的浓度,但也可以是任何物理或化学性能如能量密度或电介质极化。
一个密集的属性I1的更新可能被作为如图1所示,其中它从一个值I1A在甲由于I1的在其甲限制的渐近性质改变为I1B在B,历经其通常不明确的有效距离t1和B。
一个组成部分,它是有点表面活性的性质,可能是由具有不同轮廓和厚度t2I2来表示。
(因为从A的属性,以那些B的转变发生在一个有限的物理区域AB界面或许应该被称为相间,但前者是比较常见的名字。
)有效厚度可以小于1纳米,如果只有短程力存在,但多达10纳米或更大,如果界面被充电。
图1是一些常见情况的概括。
一个例子将是一个金属-电介质接触,其中该属性是自由电子的浓度。
其他可能是在半导体pn结的电子或空穴浓度,穿过一个硅二氧化硅中的氧浓度接触或在一种氧化的金属如铝的表面。
另一个是将水分子或离子中的一个绝缘层-空气界面的浓度。
非电气的情况可能是机械应力或界面(表面)的能量。
图1表示沿特定正常条件到界面和如果作为很可能在许多情况下,有是变化的结构在界面的横向面积这些都可以在所选择的正常强烈依赖。
因而虽然界面纳米的法线方向,它是在界面面广泛,所以定义与特性由不同的散装的片状AB区域A或B,并根据当地的地形特征。
这个横向准相位已接收相对较少的关注,但其性能可能在某些显著情况是重要的,这将在下面讨论。
界面性质日益凸显,如果A相为有限大小的颗粒,并经B与它们之间的AB界面包围[4]。
这是一个复合电介质的情况,正如图2所示,总界面贡献可以变得非常显著随着粒径减小。
如果接口只有短程力量决定,并0.5纳米厚,其量超过当粒径减小到低于5nm的整个的50%。
如果该接口扩展到10nm或更大,因为它们可能会做当界面被充电时,它们将成为主导,当d小于100纳米。
很显然界面的性质可以强烈地影响复合材料的整体介电性能。
这是一种情况完全不同于一个假设在传统的麦克斯韦-瓦格纳处理这些系统。
各种复合的情况下可以得到承认。
微粒A可以是固体,液体或气体浸没介质可以是固体,液体或气体相。
许多这些组合将如下所述表现出胶体性质的特殊功能。
他人其中B为固相可以在制备过程中要经过的胶体形式。
图3显示了从在纳米系统有限维的界面的存在而产生的另一个重要特征。
由于颗粒在缩小尺寸和更多的粒子来存在于界面态从大量力不同界面力的影响下的元素的属性典型的大部分A的将逐渐丧失。
两种截然不同的例子,它说明了这种情况,都值得详细描述。
在第一阶段,即所谓的量子点[5],这个功能是由颗粒大小来调整发光。
在硒化镉晶体的价带和导带的数目和电子能态的分布开始取决于晶体大小时,它是小于≤10纳米。
作为原子被除去的频带不再状态的连续体和由量子化能级被替换和带隙增大。
当适当地用UV光照射这些小晶体或“量子点”的发光的颜色变成直接相关的大小,从红色变为蓝色,当尺寸从6纳米缩小到2纳米。
不必要的特征是,一些被吸收的紫外线能量的劣化在通过电子-声子相互作用和热辐射到周围环境的界面。
这成为随着粒径的缩小更加严重,但可以通过涂覆颗粒硫化锌它修改的界面的原子环境被反击。
第二个非常不同的界面影响的例子是出现在下一代微电子硅集成电路技术的发展中。
对于不断增加的电路密度的需求,需要晶体管尺寸缩小,但后果是再该减少的信道长度和栅极电介质区域是必需的。
后者是特别麻烦的,因为它降低了器件的电容和限制驱动电流,这是不可接受的。
情况可能通过降低栅极电介质的厚度来补救对付面积减小,但这种介质对栅极和硅通道的接口,那么变得越来越占优势。
该情况示于图4。
在SiO2栅极电介质界面与多晶硅在一侧上的栅极和在另一硅衬底的场致通道。
“散装”的完全绝缘带隙的SiO2要求至少2细胞单层的氧化物存在,厚度为0.35至0.4纳米。
在从Si沟道小于这个距离有氧原子不足和氧化物的带隙被降解。
在界面上出现类似情况的多晶硅栅。
对于氧化层厚度小于这个结果将是道和浇口之间的有效短。
由于电荷的两个质心与在沟道的栅极和反相层相关联的分别增加多达0.4〜0.6毫微米的电厚度,栅极系统保持绝缘完整性的有效最小宽度变为约1.4纳米。
替代电介质具有较高的介电常数(例如氧化铝或二元氧化物,例如氧化锆的SiO2)。
正在考虑中,但此功能必须通过密切与界面相关的因素进行平衡。
电介质必须具有低的缺陷浓度,诱导一些界面状态和稳定,反应性与硅接触。
来控制漏电流和击穿它也有以提供大的障碍,电子隧穿穿过界面。
目前钛酸锶表明承诺,生产与Si和电子能量势垒大于1.2电子伏特的突然两颗原子弹层接口[7]。
对于需要高permittivy栅介质的对比生动地与另一个同样举足轻重的要求微电子的未来,互连延迟时间即减少。
电介质与整体介电常数要求小于2[8]。
基于涉及有机-无机聚合物,各种溶胶-凝胶系多孔系统硅与孔径大小在纳米级范围内被考虑,因为有完全的有机聚合物。
周期性介孔有机硅酸酯与介电常数低至2是有希望的候选[9]。
这些是上述(图2)所讨论的两相体系的实例。
其中A相现共有在矩阵B持有的空隙。
纳米孔隙复合材料界面性能的充分利用需要访问空隙,这使孔隙连通成为一个关键因素。
这种情况是由沸石例证[10]。
这些都是基于[SiO4]4-和具有纳米尺寸的空腔[AlO4]4-四面体的三维蜂窝状结构成分子阳离子可以通过连接的纳米尺寸的通道也被吸附。
许多吸附剂之中,水具有这些材料具有强亲和力的事实,暗示,以及作为强大的吸附剂,它们具有潜在的能够承载活性介质分子的复合物。
3界面力
强度的空间变化我一个组成部分的属性(图1)来自原子和分子间力的网络中的变化会W11X从A相到B相通过接口AB。
这些力有几种。
有硬核力,是非常短的范围内,量子力学和排斥性的。
它们产生于单个原子的电子云重叠的相互作用。
所有其他的力是涉及负电子和系统的阳性细胞核基本上吸引力/排斥力的静电相互作用。
他们采取的形式取决于单个原子或分子是否是中性的或有净电荷,使它们成为供体或受体离子。
中性形式的电子和原子核中的分子或原子的任何不对称分布将产生多极势力的偶极子元件将成为主导。
几种相互作用是可能的。
离子之间的力是强的库仑和远距离。
当永久偶极子的存在将有弱iondipole和偶极-偶极力和各种离子和偶极诱导偶极力量。
德拜和Keesom力[12]是这一类。
所有的偶极相关的偏光力是温和的范围内,一般有吸引力在自然界中和被统称为范德华力。
一个特别的短程静电力,但是特殊结构的重要性高度定向的,因此,是一种给予体(一个氢气原子共价键合到电负性原子和受电负性原子)之间的氢键。
重要的是在纳米尺度确定介电现象电荷存在时而发生了强烈的长程相互作用。
一个带电部件会导致两个电子极化(离子(诱导偶极子)interactionx和任何永久偶极子的方向,[离子偶极相互作用]。
与这些相关的能量由两部分组成:
一个内一项涉及量子力学相互作用与近邻原子和分子和一个外,可以在电容方面经典的考虑。
在后者的改变在通过A到B之间的界面可以为电介质界面的图像法来评价[12]。
一种常见的情况在纳米介系统是其中的表面或颗粒A的表面的至少一部分变成有效的充电及周边B相响应,建立一个筛选相反电荷,面对A上的电荷。
粒子A和电荷计数器电荷在B中的发展是可区分的过程中,将被单独考虑。
假设为A被收取的那一刻,筛选相反电荷可以通过两种方式获得。
第一是由偏振乙及同时涉及电子极化和任何永久偶极的取向。
这是电化学的所谓的重组过程[13],并且是当B具有极性组分尤其显著。
在AB界面的相互作用能有上面所述的内量子力学和经典外组件。
后者通常是由表达式表示:
其中a(小)是纳米颗粒离子的有效半径。
Q是其电荷量。
ε0是自由空间的介电常数εr是B的相对介电常数。
在成立画面在瞬态条件下,εr值介于光频下ε和稳态下εs值之间。
重组和订购这引起了εr涉及熵因素以及B相分子的能量。
内和外组件可以通过任何空间要求被显着地影响期B周围A的分子堆积。
如果B包含移动的离子,这下库仑力,将迁移到周围建立粒子A的扩散双电层发生第二次筛选作用。
当A具有密度正电荷的情况示于图5a(为清楚起见,A的表面的一部分膨胀并显示平面)。
双电层由负一热活化波动分布反击和积极的合作,离子和相应的波动局部场。
这是习惯用平均场近似来代替后者,并确定一个电位分布函数,(图5b)必须同时满足泊松和波尔兹曼方程。
分配的属性,然后方便地假设有横向对称的(至少在大尺寸与双电层相比A的表面被均匀充电),只有在法线方向向外A的表面出现变化说明。
合并后泊松-玻尔兹曼方程变为:
其中,Ψ(r)表示电位分布,是到A表面距离r的函数,Zi是化合价,ni()是距离界面A较远的B中的离子浓度,等式
(2)使用渐近法的三维溶液已经给出[14]但是,如果在从A和B远端电荷中性可以假定然后在适用于单一离子和1:
1电解质的Gouy-查普曼形式的溶液获得[11]。
对于非对称电解质的溶液也是可能的。
对于案件没有在A的表面导致的潜在的Ψ(0)的高值,该解决方案可进一步以简单的德拜形式减少
其中,k-1徳拜长度,定义了双电层的指数衰减的程度。
K-1的值取决于批量离子浓度和大约30纳米的10-4M电解质。
在双电层对应的电荷浓度可表示为
一个简单的表达式收费和混合他们的熵之间的相互排斥的复杂组合。
在颗粒表面,R=0时,“接触”的值是
和经由格雷厄姆方程[12]相关的表面电势φ0
其中σ是表面的离子的电荷密度。
为1:
1的电解质的计数器和共同离子浓度会发生变化,如图6所示。
如上述在出生偏振层的情况下所讨论的,人们认识到,有可能是通过力结合到表面的分子尺寸的离子层不同于通常比扩散层的静电那些强。
这是跨越时产生的电位差小的所谓斯特恩层。
在表面处的电势变得≠s和电势φ0的双层正确,这将是略微不同的,开始于从A的表面上的分子距离。
在情况下,B相是液体,这是传统上认为,在相对于A的B面侧向运动只有在从A(剪切面)。
这个距离成为可能和θ0被称为电动或ζ电势。
有新的证据然而,在斯特恩层离子可以确切向地移动,并且围绕每一粒子的双电层的范围。
在胶体情况可具有良好的颗粒的标称半径以外的流体动力学影响[15]。
如上一个稳定的双电层的存在提的是队伍在那里是不完全中和的电荷反诉的粒子A。
最初上的电荷可能会出现adventitiously,例如通过在与外部接触的电子转移
代理B相和的,随后中通过短距离“接触”电荷转移是大力非常不利的。
的情况的原则,一个明显的例子是在硅稳定的pn结的,因为能量状态,电子在n型的差异,相位都无法消除在p型相孔至少在正常的温度和过现实的寿命。
另一种情况是,当粒子A的统称单个或多个极性结构域和接口问题是域的一极,另一极是足够远是相对不产生影响。
在这种情况下,双层成立由B计数器充电非常稳定的,因为中和只有成为可能破坏极地领域。
在另一极域,如果它暴露A的表面上,并且相B的电解质含量是合适的,双相反极性的层可以形成。
请注意,由于粒子A在缩小尺寸和对立的两极走到一起的双层将会减弱。
这些特性成为重要在优化的机电性质复合材料,这将在第5章的说明。
该微流体越来越大的兴趣,尤其是[16]在传感器应用中,也强调了重要性的泊松玻尔兹曼条件和电双层微通道。
这些通道,准备通过微机械加工,具有矩形横截面其表面支持双电层。
二维PB方程此溶液的几何形状,特别是在角部区域是困难的,但可用[17]。
它表明,在拐角处的双层很可能会提供一个强大的阻力。
当另外,这是常有的情况下,机加工,盖板微通道是从静止不同的材料,zeta电势,双层的条件和相应的液体的流动变得极其复杂。
一纳米介电复合材料的制备将频繁涉及纳米粒子A的混合在液体矩阵B的相位。
如果颗粒保持电中性那么有吸引力颗粒间的范德华力将鼓励和聚结的均匀性纳米结构将受到损害。
如果它们不过充电,由筛分双层包围,干扰双层之间的排斥力会产生如颗粒相互接近。
这种情况示于图7。
取决于相对范德华的优势和双层迫使它可以看出,结合力可以稳定的复合在对应于一个最小能量在一个间距M。
当德拜长度是这样的情况,鼓励大(小k)随后的B凝固,然后可能以产生一种均匀的复合材料,其中的电荷在A和周围的双层依然存在,并且将继续以稳定该系统。
当然,ALS在注量该复合材料的介电性能。
该平衡吸引力的极化和排斥双层势力给一个稳定的能量最小的是所谓的Derjaguin,朗多,维尔威和胶体理论Overbeek的精髓[18]。
纳米粒子的介电复合材料所用的相同的方式加以考虑。
电介质在高温下的极化是在制作有源器件的一个通用程序。
对于复合电介质,这将增加在B相移动电荷载体的浓度,从而提高稳定大约A颗粒双层的产生。
这将进一步在第5节中讨论。
一个立体性的几个界面相互作用会干扰与DLVO力量。
其中的一些已经上面提到的。
如果B的分子具有结构导致其在A颗粒的表面有序结合,两个A粒子的close方法会干扰这个顺序,改变的力量在分子的距离。
这种类型的介质情况下意义的情况是在水化A的水分子存在于B相表面。
如果该粒子的表面是亲水性的,他们将保持一个有序的水层,这将削弱它们之间的吸引力,因为他们走到一起(图8)。
另一方面,如果它们是疏水性的,水将被排除和吸引力增强。
在B相因而残留的水可以在影响复合结构是重要的。
在科学活动有关纳米系统的增加导致了在水的邻位的方面在界面重新产生了兴趣。
尤其令人惊奇的性质时产生的粒子相接触的表面水的轮廓包围密闭空间界面纳米尺寸。
例如单个文件通道水分子被发现发生在2纳米直径碳纳米管,这是疏水性的。
氢键水分子链滑倒来来回回在管中[19]。
类似的合作现象的发生沿横向界面被用来解释在生物膜蛋白纳米孔内衬选择性功能[20]。
横向界面过程中的重要作用将在与介电连接在下面进一步考虑复合材料的性能。
这可能是说顺便指出似乎有水在纳米管和水树聚乙烯的实际情况之间有一些惊人的相似之处。
聚乙烯球晶的间层状空间延伸的纳米尺寸的疏水性通道,沿着该水分子的合作运动可以预料在所述碳纳米管。
在许多复合材料的B相将有机聚合物,这引入了重要的空间特征在与A颗粒的界面,特别是在当复合被构成阶段。
在这一点上,聚合物很可能是高于玻璃化转变温度
在这一点上聚合物很可能是高于玻璃化转变温度,聚合物链(也许100nm以上)的回转半径Rg,很可能是大于有效范围范德华力和双电层的力。
因此,即使在聚合物链只作弱(但多个)键合与颗粒表面2颗粒的附近方法很可能诱发大量失真在干预的聚合物链(图9)。
随之而来的要求在增加的构象熵的链将导致颗粒之间的斥力。
A颗粒的分散液从而取决于Rg和因此,在B相的溶剂性能的控制链延伸。
A的分散会进一步影响,如果有聚合物之间的特异性结合组和所述颗粒的表面,从而可以改变链的配置。
当B相是聚电解质,如在例如生物的情况下,与聚离子相关的静电引力会造成任何相反电荷的表面集体互动在A相和聚电解质的将作为巨抗衡。
4作为被动介质的界面
以上已经建立了纳米尺寸的颗粒的性质在很大程度上,如果不是完全,通过其与环境的界面相互作用来确定。
由于这些相互作用的结果是一定程度的界面中的极化和电荷分离,纳米粒子确实nanodielectrics。
颗粒也弥补了更多种类的宏观复合系统中可被利用的A,B相(并不总是电器)集体性质。
当颗粒是纳米尺寸的,并在界面使该复合材料的显著体积贡献(图2),可以预见,该界面的属性将极大地影响介电行为。
在这些情况下,有必要考虑如何nanodielectrics即接口将要留下深刻的印象电场作出反应。
之前专门考虑界面方面,应该注意的是,已经有相当发展,介电复合材料的理论分析超越了传统的麦克斯韦-瓦格纳法[21]这源于由MaxwellGarnett[22]专门为纳米复合材料提供的分析金属球在眼镜。
因此,高和古[23]已考虑双组分体系中的介电常数其中随机分布的颗粒椭圆形分布。
相关的治疗已经由Sareni等人给出。
在微观结构和拓扑随机和定期有序复合材料,包括触摸球方面[24,25]。
在位于聚合物的无定形相中特定的碳纳米颗粒,其中界面效应可能是重要的考虑了[25]。
最近已经提供由薛[26]模型,用于计算包含在均相矩阵随机分布和薄薄地涂覆椭圆颗粒复合材料的有效介电常数。
该涂层被表示为有限厚度的被动界面与指定介电常数。
尽管该简化行为的一个不同的范围取决于电介质的颗粒,涂层和基体和对颗粒形状,大小,体积分数和涂层的厚度常量预测与实验一致。
如预期的涂层施加在宏观有效介电常数,这也变化非线性地与颗粒的体积分数有很大的影响。
复合材料组成的玻璃基质,古典研究法拉第[27]的主题,后来由麦克斯韦-加内特[22]金属纳米粒子,已收到重新关注作为新的光学系统局部发展的一部分[28][29][30]。
在这些复合材料产生时,受到电磁辐射的强烈的颜色是自由电子的金属颗粒和诱导在其表面上的相关联的极化电荷场致集体振荡的结果。
粒子经营作为一个集体偶极子。
振荡的波长,因此颜色不仅取决于金属(如金,银或铜),但是灵敏地也对粒径和球形度从任何偏离。
椭球形纳米粒子与极化的两轴可以呈现两种颜色[29]。
如可预期的,因为该方法依赖于偏振面,在确定颜色和强度,与周围的介质的界面的性质也很重要[30]。
最后的颗粒间力开始发挥作用,通过粒子之间的相对远距离dipoler/偶极相互作用,使得金属基体中的体积分数是重要的。
金属纳米粒子掺入复合材料给设计师特有的属性的许多变化的一个非常有用的总结已经由翁给予等[31]。
例如15nm的Au颗粒包封在二氧化硅壳和包封在颜色的聚电解质的变化从蓝色到红色的粒子浓度下降。
更多的工作需要做,以了解形状影响,颗粒/基体界面和颗粒间的相互作用之前,这些光学纳米介系统可以充分利用。
金属纳米球掺入在一个电介质基体的技术[31]被转移在一个有趣的和潜在的重要方式进入该集成电路域。
一个最新的这些关注基于MOSFET的几何形状的存储装置[32]。
金纳米粒子包埋在SiO2基质中的一个层沉积到所述晶体管的Si沟道和覆盖绝缘有机LB膜膜和Al栅。
这样的安排是这样类似于图4的。
在栅极之间的电压脉冲和通道,否则绝缘Au颗粒变得传导充电并生成该移动设备的操作阈值,并创建一个存储器中的字段。
反向脉冲放电粒子和擦除内存。
那些关注与电介质的高电压极化,形成驻极体可以在这里认识了相同的基本机制,但精确确定的条件下。
在同一时间的空间电荷积聚在绝缘性在高场,这从根本上也必须是纳米介情况工业聚合物的相关的问题,可能会更好地通过在纳米类似实验,或至少一个微米级尺度的理解。
5作为主动介质的界面
到目前为止,重点一直放在界面处于相对被动的角色。
在活跃纳米介情况其响应于外加电场,必须考虑到。
在这方面的界面的双电荷层组件具有两个非常重要的特征。
在横向方向上它是一个高度可极化的区域。
如方程表示(4)双电层的电荷浓度至电势φ0非常敏感,因此,该字段。
在横向方向上的层,这将是主要的抗衡离子(图6)中,离子可被预期具有显著流动性。
这两个功能被连接在一个横向感应电流i可接着由电位进行调制整个升0双电层(图10),一个重要的但至今很少利用情况,另一个相似之处是一个场效应管的。
双层活动已经突出了一些关于复合材料的介电行为的贡献。
O'Konski[33]作出关于界面传导的一个随机悬浮球形颗粒的每一个具有规定的表面导电性的整体介电性能的影响早期的贡献。
复合系统的参数示于图11。
在低频率或高的表面电导率σS,电荷载流子被有效地的界面周围由导致的感应极化在其中成为一个大偶极如图11中的粒子的极性端的字段传送。
有效介电常数εs,就可以大大超过1。
在高频率或低σS这不会发生和εs具有ε1和εs和颗粒的体积浓度的相对值所决定的常规值。
这种模式已经发展更加进一步通过媒体及森[34]。
强调在双层反离子的主导地位,这些都显示,除了到极化电荷的粒子的中性云电荷也产生双电层,如图12之外。
充电,然后通过扩散和传导的组合转移到周围散。
在低频率的扩散云是大和的相位与施加的场。
其结果是沿圆周电流和电荷聚集也有异相成分,并以一个不同相的偶极矩会导致。
当频率增加时,扩散云减轻和与它不同相的偶极矩。
显著的频率响应比德拜型更宽。
该模型提供了针对其介电常数通常安装在实证科尔-科尔型方程的许多复合系统中的物理解释。
有趣的是,在互补的复合结构体,即固体与液体“粒子”,例如可能代表一个水浸渍的多孔岩石似乎表现出类似的特征[35]。
低频介电常数幅度大于该介电常数的订单岩石或水和它随频率的增加而增加。
本着上述这种行为的模型已被归因于偏振状态的岩石和水之间的界面的压倒性影响。
该结果强调了模型,只要求有两种不同的介电质,一在分散的颗粒形式的普遍适用性,并且有它们之间有显著电介质界面。
这覆盖了很宽的范围内的胶体系统[18],包括液体和固体气雾剂,液体乳剂,固体悬浮物和膨胀的固体,高分子凝胶和生物实体。
该列表可以被扩展而不很大的困难,以实际使用的许多绝缘材料,这
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