Dielectric properties of calcium fluoride single crystals in the ultra low frequency range

Laboratoire de Physique Electronique 2, Université Claude Bernard Lyon I, 43, Boulevard du 11 Novembre 1918, 69621 Villeurbanne.

Abstract

The small signal AC response of Calcium Fluoride Single crystals has been measured between room temperature and 650 °C. In the ultra low frequency range, two relaxations arc observed. The first corresponds to a blocking of the more rapid carriers near the electrods and the second is a diffusion effect. The experimental data are interpreted in terms of an equivalent circuit. These relaxations are also observed in potential distributions with a low applied voltage. Space charge theories cannot predict the experimental behavior satisfactorily and significant discrepancies appear in the intrinsic range. The effect of a superimposed DC voltage on the AC response is discussed.

Résumé

On a mesuré la constante diélectrique complexe de monocristaux de fluorure de calcium en très basse fréquence dans un large domaine de température (entre la température ambiante et 650 °C). Deux relaxations sont observées, la première correspond à un blocage des porteurs les plus rapides au voisinage des électrodes, la seconde à un effet de diffusion, Un circuit équivalent simple semble convenir pour interpréter ces résultats. Ces deux relaxations ont été également étudiées en distribution de potentiel sous faible tension appliquée, Les théories de la charge d’espace pour un cristal intrinsèque ne semblent pas bien vérifiées par l’expérience. On a étudié l'effet d’une faible tension continue superposée à la tension alternative.