Effect of thickness on the dielectric properties and glass transition of plasma poly(ethylene oxide) thin films

Polietilen ince filmin dielektrik özelliklerinin frekans, sıcaklığa bağlı davranışı ve camsı geçiş sıcaklığının tespiti

“…( 1 ) eşitliği kullanılarak 750 nm kalınlıktaki PE ince filmine ait dielektrik sabiti belirlendi. Burada C ölçülen kapasiteyi [35], d ince filmin kalınlığını [36], ε0 boşluğun elektriksel etkileşmelere müsade değerini ve A, PE ince filmin yüzey alanını temsil etmektedir [37]. Şekil 2'de PE ince filminde, incelenen sıcaklık bölgesinde kırmızı renkli fit eğrileri ile temsil edilen tüm frekans aralığına yayılmış bir polarizasyon mekanizmasının varlığı gözlenmektedir.…”

“…( 2 ) Burada ε * (ω) kompleks dielektrik fonksiyonu [11], ε∞ çok yüksek frekanslardaki dielektrik sabiti, Δε çok düşük frekanslardaki dielektrik sabit ile çok yüksek frekanslardaki dielektrik sabit arasındaki fark olan dielektrik kuvveti [35], ω açısal frekansı, τCC rölaksasyon zamanını temsil etmektedir. β ilgili rölaksasyonun frekans aralığına dağılmasına ait bir katsayıdır ve 0 ile 1 arasında değişir [36] Cole-Cole eğrileriyle tespit edilen düşük frekans bölgesindeki polarizasyon mekanizmasının uzay-boşluk polarizasyonu ya da elektrot polarizasyonu olabileceği düşünülmektedir. Burada uzay-yük polarizasyonuna katkı sağlayan yükler oligomerler [35] ya da radikaller olabilir [42].…”

“…Burada uzay-yük polarizasyonuna katkı sağlayan yükler oligomerler [35] ya da radikaller olabilir [42]. Kırmızı Cole-Cole eğrileri ile tanımlanan mekanizmanın ise plazma polietilen oksitin dielektrik özelliklerinin incelendiği [35], kalınlığın plazma polietilen oksitin dielektrik özelliklerine etkisinin incelendiği [36], polimer nanokompozitlerin dielektrik özelliklerinin incelendiği [39], plazma kopolimer poliakrilik asitin yapısal özelliklerinin incelendiği [40], plazma poliakrilik asitin yapısal özelliklerinin incelendiği [44] çalışmalarda bahsedildiği üzere polietilen zincirinin segmental hareketlilik sergilediği faz geçişi bölgesi yani camsı geçiş davranışına (α-rölaksasyonu) ya da eğer faz geçişi durumu söz konusu değilse, lineer polietilenin dielektrik özelliklerinin incelendiği [11], yapay morötesi ışımaya maruz bırakılmış polietilennin dielektrik özelliklerinin incelendiği [18], plazma polietilen oksitin dielektrik özelliklerinin incelendiği [35], kalınlığın plazma polietilen oksitin dielektrik özelliklerine etkisinin incelendiği [36] çalışmalarda ele alındığı gibi yapının amorf fazda sergileyebileceği dipolar polarizasyon (β-rölaksasyonu) atfedilebilir. Burada dipolar polarizasyon tanımı, oligomer ya da radikallerin dipolar davranışını yani uygulanan elektrik alanın gerektirdiği yönde yönelmeleri olarak açıklanmaktadır.…”

“…açıklayan Cole-Cole yarım çemberleri incelendiğinde κ'ekseninin 75-250 değerleri arasındaki bölgede uzay-yük polarizasyonu ve 20-75 değerleri arasındaki bölgede αrölaksasyonu olarak gözlenirken, 10-20 değerleri arasındaki bölgede daha düşük frekanslarda gözlenen bir rölaksasyon mekanizmasının varlığı tespit edilebilmektedir. Bu bölgenin ise plazma polietilen oksitin dielektrik özelliklerinin incelendiği [35], kalınlığın plazma polietilen oksitin dielektrik özelliklerine etkisinin incelendiği [36], plazma poliakrilik asit filmlerin yapısal özelliklerinin incelendiği [40], plazma polietilen oksit ince filmlerin AC iletkenliğinin incelendiği [41] ve yaygın frekans dielektrik spektroskopinin tanıtıldığı [42], plazma poliakrilik asitin yapısal özelliklerinin incelendiği [44] çalışmalarda değerlendirildiği gibi β-rölaksasyonu olduğu düşünülmektedir. Polimer ve polimerik yapılarda gözlenmesi beklenen bir rölaksasyon mekanizması olan β-rölaksasyonu plazma polietilen oksitin dielektrik özelliklerinin incelendiği [35], polimer nanokompozitlerin dielektrik özelliklerinin incelendiği [39] ve silika aerojel katkılı poliüretan kompozit filmlerin yapısal ve dielektrik özelliklerinin incelendiği [45] çalışmalarda da benzer olarak tanımlandığı üzere camsı fazda yapıda meydana gelen dipolar polarizasyonun sonucu olarak ortaya çıkan mekanizmadır.…”

“…Polimer ve polimerik yapılarda gözlenmesi beklenen bir rölaksasyon mekanizması olan β-rölaksasyonu plazma polietilen oksitin dielektrik özelliklerinin incelendiği [35], polimer nanokompozitlerin dielektrik özelliklerinin incelendiği [39] ve silika aerojel katkılı poliüretan kompozit filmlerin yapısal ve dielektrik özelliklerinin incelendiği [45] çalışmalarda da benzer olarak tanımlandığı üzere camsı fazda yapıda meydana gelen dipolar polarizasyonun sonucu olarak ortaya çıkan mekanizmadır. kalınlığın plazma polietilen oksitin dielektrik özelliklerine etkisinin incelendiği [36] ve yaygın frekans dielektrik spektroskopinin tanıtıldığı [42] çalışmalarda elde edilen sonuçlara benzer olarak elektrot polarizasyonu etkisinin bulunmadığını göstermektedir. Elektrik modül grafiğinde, dielektrik kayıp grafiğinde mavi eğrilerle temsil edilen polarlanma mekanizmasının, elektrik modül verilerinden alınan bilgiler de göz önüne alındığında uzay-yük polarizasyonu olduğu ortaya çıkmaktadır.…”