Шнурование тока

Шнурова́ние то́ка есть эффект, представляющей собой возникновение в полупроводниках и диэлектриках под воздействием сильных электрических полей высокопроводящего канала, называемого токовоым шнуром или чаще просто шнуром, по которому течет электрический ток. При этом радиус такого канала много меньше поперечного сечения образца. Плотность тока в шнуре намного превышает плотность в окружающем среде, поэтому нередко почти весь ток протекает через шнур.

Предпосылки к эффекту

Шнурование тока возникает, если вольт-амперная характеристика (ВАХ) материала настолько сильно отклоняется от закона Ома, что имеет S-образную форму. Это характерно для веществ, электропроводность которых быстро растет с увеличением температуры из-за увеличения концентрации носителей или их подвижности. Нагрев за счет закона Джоля-Ленца (Джоулева тепла) приводит к увеличению проводимости и аномальному росту тока. Также S-образную форму ВАХ принципиально имеют некоторые полупроводниковые приборы — динисторы и тиристоры.

Механизм и побочные эффекты

Шнурованию тока предшествует пробой полупроводника или диэлектрика. Плотность тока в шнуре может быть столь высока, что Джоулева тепла выделяется так много, что структура диэлектрика или полупроводника разрушается, — образуются сквозные отверстия или в материале происходит проплавление канала. В образовавшемся канале могут протекать химические реакции. Например, в органических полупроводниках оседает углерод (попросту сажа), а в ионных кристаллах — металл, и тому подобное.

Источники

• Борисов О. В. . — К.: НТУУ "КПІ", 2015. — 477 с. — ISBN 978-966-622-687-0.

• Игумнов В. А. . — М.-Берлин: Директ-Медиа, 2014. — 358 с. — ISBN 978-5-4475-3300-7. (рус.)