電子能帶結構，尤其是導帶尾部的缺陷態，在極高電場下支配著介電材料的電子傳輸和電退化，并且探測這種狀態的能力為新材料的更好設計提供了對介電擊穿機制的洞察。然而，由于在檢測到極高電場的電傳導(即預擊穿)方面的實驗挑戰，控制電介質中電荷傳輸的電子能帶結構幾乎沒有得到很好的研究。
康涅狄格大學Chao Wu等通過一種新的原位預擊穿電導測量方法，結合空間電荷限制電流光譜分析，探索了聚合物介電薄膜的電子能帶結構。
本文要點：
（1）
根據聚合物電介質中特定的形態無序，在導帶尾部觀察到具有不同陷阱能級的缺陷態的指數分布，并且實驗的缺陷態也顯示出與密度泛函理論計算的態密度的良好一致性。
（2）
這項工作中展示的方法將分子結構決定的電子能帶結構和宏觀導電行為聯系起來，提供了對控制電擊穿的材料特性的高度改進的理解，并為指導現有材料的改性和探索用于高電場應用的新材料鋪平了道路。
參考文獻:
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
