聚酰亚胺薄膜表面电荷的开尔文力显微镜研究

为在微纳米尺度下研究无机纳米掺杂对聚酰亚胺表面电荷特性的影响，采用开尔文力显微镜测量了杜邦公司生产的原始聚酰亚胺薄膜和纳米掺杂耐电晕聚酰亚胺薄膜二种材料，在被导电微探针注入电荷后的表面电荷发生、发展特性。实验发现，在相同的电荷注入条件下，耐电晕薄膜上表面电荷积累量约为原始聚酰亚胺薄膜上电荷积累量的50％；耐电晕薄膜上电荷消散速度较快，约为原始聚酰亚胺薄膜上的4～5倍。分析可知，耐电晕薄膜由于掺杂了纳米颗粒Al2O3，使得薄膜的注入势垒增大、电阻率减小，这些因素减少了耐电晕薄膜表面电荷的积累，避免了局部电场畸变，进而增强了材料的耐电晕特性。

基于电场力显微镜的聚酰亚胺表面电荷

为了研究电介质材料在微纳米尺度下表面电荷产生的原因,为纳米电介质材料的发展提供实验分析基础,本文利用电场力显微镜(Electrostatic Force Microscope,EFM)在微纳米尺度下对聚酰亚胺薄膜表面电荷的起因及特性进行了研究。研究表明:采用导电探针施加偏置电压,摩擦接触聚酰亚胺薄膜表面,在微纳米区域内可产生稳定的电荷分布;薄膜的接触电势差约为-4.0V;负电压更易在聚酰亚胺表面注入电荷;针尖运动速度对聚酰亚胺表面电荷的产生影响并不显著。