Untersuchungen über die Elektrizitätsleitung durch sehr dünne Schichten fester Dielektrika

Zusammenfassung

• 1. In vorliegender Arbeit wurde eine Methode ausgearbeitet, sehr dünne (∼ 2,5μ) Schichten einiger fester Dielektrika in einwandfreier Weise herzustellen, ihre Dicke zu bestimmen und dielektrisch zu untersuchen.

• 2. Weiter wurde eine Möglichkeit angegeben, den Fortgang und Abschluß der Trocknung der hergestellten dünnen Isolierschichten exakt nachzuweisen.

• 3. Aus eingehenden Versuchen ließ sich schließen, daß Elektroden, die mittels Kathodenzerstäubung oder durch Aufpressen von Metallfolien hergestellt sind, bei den untersuchten Materialien keine einwandfreien Leitfähigkeitsmessungen und Durchschlagsversuche ermöglichten.

• 4. Die dielektrische Untersuchung ergab, daß die aufgefundene Strom-Zeit-abhängigkeit bei konstanter angelegter Spannung auf einer wirklichen Veränderung des Widerstandes beruht, und zwar dahingehend, daß durch langandauernde elektrische Beanspruchung sich die untersuchten Materialien in einen schlechtleitenden Stoff umwandeln lassen, dem wesentlich andere Eigenschaften zukommen als der ursprünglichen Schicht.

• 5. Bedingung für das Auftreten dieser Erscheinung ist eine herrschende Feld-stärke von mindestens 10⁶ Volt/cm, und ihre Intensität hängt sehr stark von der Beanspruchungszeit, der Höhe der angelegten Spannung und der Temperatur des Dielektrikums ab.

• 6. Durch Kommutieren der Spannung ist eine Regenerierung des erzeugten Dielektrikums in den nahezu ursprünglichen Zustand möglich.

• 7. Die Strom-Zeitabhängigkeit bei konstanter Spannung wie überhaupt die Stromleitung durch die untersuchten Isolierstoffe wird vom Elektrodenmaterial und von der Oberflächenbeschaffenheit der Elektroden nicht beeinflußt. Gleichfalls sei erwähnt, daß irgendwelche Polaritätseffekte nicht festgestellt werden konnten.

• 8. Die Vermutung, daß die Elektrizitätsleitung durch die untersuchten Dielektrika elektrolytisch ist, wird durch folgende Versuchsergebnisse weiterhin bestätigt:

• a) Leitfähigkeitserhöhung bei Erhöhung der Temperatur des Dielektrikums.

• b) Nachweis einer Färbung der positiven Kupferelektrode nach sehr langdauern-dem Stromdurchgang durch die Schicht.

• 9. Die Stromleitung in der ursprünglichen Schicht erfolgt nahezu nach dem Ohmschen Gesetz, während der Zusammenhang von Strom und Spannung im erzeugten Dielektrikum durch eineϱ-Funktion gegeben ist.

• 10. Die aufgefundene Abhängigkeit der Durchschlagspannung von der Be-anspruchungszeit wird auf die allmähliche Ausbildung der Schicht hohen Wider-standes an der Kathodenseite des Stromes zurückgeführt.