ОБНАРУЖЕНИЕ КРИТИЧЕСКОГО ТОКА В ОКИСЛЕННОМ ПОЛИПРОПИЛЕНЕ Текст научной статьи по специальности «Нанотехнологии»

\

Скачок намагниченности пленки окисленного силиконового каучука, проявляющийся при индукции В=Вкр, как скачкообразное изменение силы I взаимодействия образца с неоднородным магнитным

ОМ

В,04 Вг,Тлг

полем

4. На окисленном СКТ при достижении критического поля наблюдается скачок намагниченности (рисунок), аналогично наблюдаемому на окисленном ПП [9].

Совокупность полученных данных подтверждает общность предложенной модели для широкого класса полярных эластомеров. Хорошее совпадение электропроводных свойств окисленных пленок СКТ и ПП, несмотря на значительную разницу в химическом составе, позволяет предположить, что и в случае СКТ возможна высокотемпературная сверхпроводимость в точках с Я~\ Ом, которое определяется только контактным сопротивлением микроэлектрода [3].

1. Григоров Л. Н., Смирнова С. Г. М., 1988. 47 е.- Деп в ВИНИТИ 28.03.88, № 2381-В88.

2. Смирнова С. Г., Демичева О. В., Григоров Л. Н. //Письма в ЖЭТФ. 1988. Т. 48.

№ 4. С. 212.

3. Ениколопян Н. С., Григоров Л. И., Смирнова С. Г. //Письма в ЖЭТФ. 1989. Т. 49.

№ 6. С. 326.

4. Андреев В. М., Григоров Л. Н.Ц Высокомолек. соед. Б. 1988. Т. 30. № 12. С. 885.

5. Григоров Л. Н., Андреев В. М.Ц Высокомолек. соед. Б. 1988. Т. 30. № 8. С. 589.

6. Топчишвили Г. М., Киреев В. В., Лабадзе О. С., Анели Д. Н, // Высокомолек. соед.

Б. 1988. Т. 30. № И. С. 856.

7. Энциклопедия полимеров. Т. 1. М., 1972. С. 1152.

8. Ениколопян Н. С., Груздева С. Г., Галашина Н. М., Шклярова Е. И., Григо-

ров Л. Н.Ц Докл. АН СССР. 1985. Т. 283. № 6. С. 1404.

9. Смирнова С. Г., Григоров Л. Н., Демичева О. В. // Высокомолек. соед. Б. 1989. Т. 31,

№ 5. С. 323.

Институт синтетических полимерных Поступило в редакцию-

УДК 541.64:537.311:542.943

© 1990 г. О. В. Демичева, Д. Н. Рогачев, В. М. Андреев, Е. И. Шклярова, С. Г. Смирнова, Л. Н. Григоров

ОБНАРУЖЕНИЕ КРИТИЧЕСКОГО ТОКА В ОКИСЛЕННОМ ПОЛИПРОПИЛЕНЕ

Сообщается об измерении критического значения плотности тока (3=108А/см2) для локального высокопроводящего участка на пленках окисленного атактического ПП. Обнаружено явление коррелированного разрушения электропроводности во всем объеме полимера при пропускании критического тока через один локальный высокопроводящий участок.

Недавно было обнаружено [1, 2], что возникающие в пленках окисленного ПП участки с неизмеримо высокой проводимостью находятся, по-видимому, в сверхпроводящем состоянии при комнатной температуре и выше. Было показано, что критическая температура сверхпроводимости Тс>429 К. Это практически исключает возможность доказательства сверх-

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

материалов АН СССР

14.07.89

проводимости с помощью эффекта Мейснера, так как, по-видимому, Тс превышает температуру разложения полимера. Поэтому для доказательства сверхпроводимости в пленках окисленного ПП решающее значение приобретает измерение других критических параметров, например критической плотности тока /с, разрушающего, как известно, сверхпроводящее состояние и переводящего его в состояние с вполне измеримым удельным сопротивлением, что сопровождается выделением джоулева тепла в веществе. Такой переход происходит в виде резкого скачка тепловыделения при />/с.

Попытки измерить /с на постоянном токе с помощью микрозондовой методики [3] дали лишь оценку /с>2-10" А/см2, поскольку при дальнейшем возрастании тока плавится микроэлектрод или подводящие провода [2]. В изложенных ниже экспериментах мы резко снизили тепловыделение в электродах, пропуская через пленки полимера короткие импульсы тока с амплитудой от 1 до 160 А и длительностью 2 мкс.

Исследовали пленки высокопроводящего ПП толщиной до 30 мкмт методика приготовления которых описана в работах [1, 2]. С помощью медного микрозонда диаметром 10 мкм находили на пленке участок с высокой проводимостью по постоянному току силой 10 мА. Затем при неизменном положении иглы через проводящий участок начинали пропускать импульсы тока, увеличивая их амплитуду не более чем на 0,5% от импульса к импульсу. Ток через образец и напряжение на нем регистрировали осциллографом С1-79. Контакт микрозонда с ПП непрерывно контролировали в стереомикроскоп для исключения возможности случайного протыкания пленки.

Вплоть до критической амплитуды тока 1С не происходит каких-либо визуальных изменений полимера в месте контакта с микрозондом, а импульсная вольт-амперная характеристика образца идентична характеристике контакта микроэлектрода с чистой подложкой. Это свидетельствует как об отсутствии собственного сопротивления в полимере, так и о выделении в нем джоулева тепла.

Однако при пропускании даже единичного импульса с 1>1С в полимере под микроэлектродом происходит выделение тепла в форме микровзрыва. При этом испаряется участок полимерной: пленки диаметром около 0,1 мм, а кончик медного микроэлектрода оплавляется. Внешне это явление протекает точно так же, как должно быть при разрушении сверхпроводимости критическим током. В среднем величина 70 А (при разбросе не более 10 А для измерений в различных точках пленок). В расчете на единицу площади микроэлектрода величина }с составляет не менее 108 А/см2. Замена микроэлектрода на вольфрамовый, физические свойства которого резко отличаются от медного, не изменяет величину 1С. Это подтверждает, что обнаруженное явление связано со свойствами полимера, а не с тепловыделением в электроде.

Локальное разрушение пленки ПП пр:д пропускании критического тока вызывает полное исчезновение высокопроводящих участков во всем образце площадью 1 см2. Одновременно резко изменяется и его диэлектрическая проницаемость, хотя очевидно, что химический состав полимера не может мгновенно измениться во всем объеме образца. Однако в дальнейшем как проводящие свойства, так и диэлектрическая проницаемость пленки постепенно восстанавливаются до исходного уровня (в течение нескольких суток). Механизм коррелированного разрушения (и последующего медленного восстановления) электропроводности во всем объеме полимера пока до конца не ясен. Однако складывается впечатление, что наилучшее объяснение можно получить с помощью модели электронной самоорганизации, предложенной в работе [4] для полярных эластомеров.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Григоров Л. Н., Смирнова С. Г. М., 1988. 47 е.- Деп. в ВИНИТИ 28.03.88, № 2381-

В88.

2. Ениколопян Н. С., Григоров Л. Н., Смирнова С. Л//Письма в ЖЭТФ. 1989. Т. 49.

№ 6. С. 326.

3. Ениколопян Н. С., Груздева С. Г., Галашина Н. М., Шклярова Е. И., Григо-

ров Л. Н. Ц Докл. АН СССР. 1985. Т. 283. № 6. С. 1404.

4. Григоров Л. Н., Андреев В. М. Ц Высокомолек. соед. Б. 1988. Т. 30. № 8. С. 589.

Институт синтетических полимерных Поступило в редакцик>

материалов АН СССР 14.07.89'

в