微机电系统微尺度间隙的脉冲击穿特性

作者：酉小广; 成永红; 孟国栋; 吴锴; 孟永鹏

来源：强激光与粒子束, 2013, (07): 1867-1872.

• 微机电系统
• 纳秒脉冲
• 电气击穿
• 微间隙
• 流注理论
• 扫描电镜 micro-electro-mechanical system
• nanosecond pulse
• electrical breakdown
• micrometer gap
• streamer model
• scanning electron microscope

利用微机电系统(MEMS)工艺制备了5～40μm间隙的金属铝薄膜电极,测取了不同间隙下施加纳秒方波脉冲时的击穿电压,得到击穿电压和平均场强随电极间隙的变化规律,研究了脉宽、极性对击穿电压的影响,结合击穿后微电极扫描电镜观察结果讨论了其击穿机理,并与相同试样在直流下的结果进行了对比。研究表明:击穿电压随微间隙距离的增大而增大,击穿场强则随着间隙的增大迅速减小;与直流同间隙的击穿电压相比,脉冲作用下的击穿电压并不像宏观尺度下那样高出很多;试样击穿机理应为流注理论。在脉冲作用下,阳极出现了分层熔化现象,由于作用时间很短,阳极表面并未出现类似于直流击穿时留下的"坑洞";阴极则出现了溅射沉积现象,只是沉...

• 单位
  西安交通大学; 电力设备电气绝缘国家重点实验室; 中国卫星海上测控部