[发明专利]一种电介质中载流子注入势垒的测试提取方法

权利要求书

1.一种电介质中载流子注入势垒的测试提取方法，其特征在于包括如下步骤：

步骤1，制备介质试样；

步骤2，对试样进行电极单极性载流子注入测试，得到空间电荷测试结果，并基于该测试结果计算电介质中载流子迁移的电导电流和电极与电介质界面处的位移电流；

步骤3，计算电极与电介质界面处载流子注入电流密度；

步骤4，关联电流密度和电极处电场强度，获得电介质中载流子注入电流密度-电极界面电场强度关系曲线；

步骤5，改变步骤2空间电荷测试施加的电压极性，重复步骤3和步骤4，计算获取电介质中另一极性载流子注入电流密度-电极界面电场强度关系曲线；

步骤6，对电介质中载流子注入电流密度-电极界面电场强度关系曲线进行分析拟合，提取载流子注入势垒。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤1中，双层电介质试样包括上下层叠设置的被测电介质和阻挡层，其两侧分别连接上电极和下电极。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤2中，电极单极性载流子注入测试的方法是通过电声脉冲法对试样进行恒定温度下的空间电荷测试，得到空间电荷测试结果。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤2中，电介质中载流子迁移的电导电流计算方法是，根据空间电荷测试结果，先计算电介质中电荷载流子积聚量随时间的变化曲线Q(t)，再计算电荷积聚速率随时间的变化曲线dQ(t)/dt，得到电介质中载流子迁移的电导电流J_c(t)＝dQ(t)/dt。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤2中，电极与电介质界面处的位移电流计算方法是根据空间电荷测试结果，先通过泊松方程计算获得电极与电介质界面处电场强度随时间的变化曲线E_ele(t)，再计算获得电极与电介质界面处的位移电流ε*dE_ele(t)/dt。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤3的具体过程是：

根据下式计算t-t_transit时刻电介质中载流子注入电流密度：

J_inj(t-t_transit)＝J_c(t)+ε*dE_ele(t-t_transit)/dt

其中，t_transit是电极注入载流子迁移到电介质与阻挡层界面处所需要的时间，t_transit的取值为：L/μE＝L*Q(t₁)/(dQ(t₁)/dt)，L为电介质厚度，t₁是根据dQ(t)/dt曲线和E_ele(t)曲线选择的初始时刻。

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤4的具体内容是，选择不同的初始时刻获得一系列不同时刻电介质中载流子注入电流密度值，构成电介质中载流子注入电流密度-时间曲线，即J_inj(t)；利用时刻t_n将电介质中载流子注入电流密度J_inj(t_n)与电极界面处电场强度E_ele(t_n)关联，获得电介质中载流子注入电流密度-电极界面电场强度关系曲线。

8.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤1中通过置换被测电介质与阻挡层材料的位置，获得另一电极向电介质中注入载流子的注入势垒。