电子能带结构，尤其是导带尾部的缺陷态，在极高电场下支配着介电材料的电子传输和电退化，并且探测这种状态的能力为新材料的更好设计提供了对介电击穿机制的洞察。然而，由于在检测到极高电场的电传导(即预击穿)方面的实验挑战，控制电介质中电荷传输的电子能带结构几乎没有得到很好的研究。

康涅狄格大学Chao Wu等通过一种新的原位预击穿电导测量方法，结合空间电荷限制电流光谱分析，探索了聚合物介电薄膜的电子能带结构。

本文要点：

（1）

根据聚合物电介质中特定的形态无序，在导带尾部观察到具有不同陷阱能级的缺陷态的指数分布，并且实验的缺陷态也显示出与密度泛函理论计算的态密度的良好一致性。

（2）

这项工作中展示的方法将分子结构决定的电子能带结构和宏观导电行为联系起来，提供了对控制电击穿的材料特性的高度改进的理解，并为指导现有材料的改性和探索用于高电场应用的新材料铺平了道路。

参考文献:

Z. Li, C. Wu, L. Chen, Y. Wang, Z. Mutulu, H. Uehara, J. Zhou, M. Cakmak, R. Ramprasad, Y. Cao, Probing Electronic Band Structures of Dielectric Polymers via Pre-Breakdown Conduction. Adv. Mater. 2024, 2310497.

DOI: 10.1002/adma.202310497

https://doi.org/10.1002/adma.202310497