Дефекты, влияние нейтральные

Механизм действия многочисленных полупроводниковых катализаторов, как показал Ф. Ф. Волькенштейн, существенно зависит от положения уровня Ферми (т.е. усредненного значения химического потенциала электрона в полупроводнике). Частицы на поверхности катализатора связаны с ней одноэлектронной или более прочной-—двухэлектронной связью. Чем выше уровень Ферми, тем больше доля частиц, несущих отрицательный заряд, и тем меньше доля частиц, связанных с поверхностью донорной связью, т. е. положительно заряженных. Число нейтральных частиц при изменении уровня Ферми проходит через максимум. Таким образом электронные свойства полупроводника определяют возможные состояния частиц на его поверхности и, следовательно, и направление химических процессов между ними. Влияние дефектов или примесей также зависит от того, как отзывается их появление иа положении уровня Ферми. [c.322]

Наиболее простым дефектом является примесный атом пятой или третьей группы таблицы Менделеева, Рассмотрим, например, атом мышьяка в германии. Мышьяк имеет пять валентных электронов. Для реализации ковалентной связи с ближайшими соседними атомами кремния требуется четыре электрона пятый электрон связан положительным зарядом иона. В этом связанном состоянии электрон обладает более низкой энергией, чем электрон, находящийся в зоне проводимости. При высокой температуре под влиянием тепловых колебаний связанный электрон может отрываться от иона мышьяка и перемещаться как свободный электрон иными словами, электрон может перейти в зону проводимости. Такого рода примеси или дефекты кристаллической решетки называют донорами. В основном состоянии они нейтральны, а при возбуждении дают положительно заряженный ион и один свободный электрон. [c.239]

Еще один критерий, который стал выдвигаться в последние годы — влияние адсорбции на электропроводность. Часто считают так если адсорбция вызывает изменение электропроводности, то происходит хемосорбция если нет — физическая адсорбция. Этот критерий также не однозначен. Нейтральная форма хемосорбции никак не влияет на электропроводность. Адсорбция на заряженных дефектах, являясь заряженной формой хемосорбции, также может не влиять на электропроводность, поскольку общий заряд поверхности при хемосорбции может оставаться неизменным. В то же время адсорбированные по физическому механизму молекулы, поляризуясь при адсорбции и создавая своим полем неглубокие ловушки для свободных носителей (электронов и дырок), могут вызывать заряжение поверхности и тем самым приводить к изменению электропроводности. [c.115]

Такой вид ассоциации занимает как бы промежуточное положение между ассоциацией двух нейтральных и противоположно заряженных дефектов. Замечено, что он влияет на скорость диффузии ионов лития (это еще один пример влияния ассоциации дефектов на скорость диффузии), так как подвижный ион лития при ассоциации с кислородом перестает участвовать в диффузии. Как и в предыдущем случае [см. (6.12) и (7.23)], эффективный коэффициент диффузии иона лития равен [c.136]

Таким образом, при сравнительно низких концентрациях примеси основная ее часть находится в виде свободных дефектов замещения [Ом +], а концентрация нейтральных комплексов пренебрежимо мала. Другими словами, рассмотренный случай отвечает полной диссоциации комплексов. Здесь, однако, следует помнить о том, что концентрация примеси должна оставаться большой по сравнению с константой собственной разупорядоченности Кз, Кр или Кар, в противном случае влияние примеси вообще пропадает и в кристалле будет доминировать собственная разупорядоченность (предельный случай I в предыдущем разделе). Поэтому более строгое условие, при котором в примесном кристалле реализуется решение (5.39), следует записывать в виде [c.143]

В идеальной решетке все ноны занимают свои места в узлах одинаково прочно, поэтому прохождение тока без разрушения решетки невозможно. Иное положение складывается, если кристаллическая решетка имеет дефекты. Ионы, расположенные па дефектных местах, а также по дислокациям, удерживаются в решетке менее прочно, чем остальные, и поэтому получают возможность двигаться под влиянием электрического поля. Дефекты в решетке могут приводить к нарушению нормального расположения нонов, но тем не менее решетка должна оставаться макроскопически нейтральной. [c.98]

Взаимное влияние собственных и примесных дефектов путем образования ассоциатов и в связи с изменением условия нейтральности часто наблюдается одновременно. Однако для простоты рассмотрим сначала гипотетический случай ассоциации, когда предполагается, что все дефекты электронейтральны и поэтому взаимодействие по второму типу невозможно. Рассмотрим кристалл простого вещества, состоящий из атомов М и содержащий вакансии Ум- Пусть этот кристалл находится в равновесии с паром, в котором имеются атомы примеси Р, причем парциальное давление примеси равно рр. Примесные атомы размещаются в узлах решетки кристалла. [c.253]

Влияние фиксированной концентрации примесных доноров или акцепторов на концентрации собственных дефектов в германии показано на рис. XI.4. Расчеты выполнены на основании приведенных в разделе Х.2 на рис. Х.4 данных о равновесии дефектов в чистом германии. Из рисунка виден характер изменения концентрации заряженных вакансий в области, где примесные атомы определяют условие нейтральности уменьшение концентрации в случае доноров и увеличение ее в случае акцепторов. Особенно велико влияние примесных атомов на концентрацию дважды заряженных вакансий. Однако последняя настолько мала, что при решении практически всех задач этими [c.257]

В предыдущем разделе рассматривался вопрос о влиянии примесных атомов на концентрацию собственных дефектов при высоких температурах. Было показано, что при низких концентрациях примесных атомов, когда они не входят в приближенные уравнения нейтральности, концентрация собственных дефектов не изменяется. Отсюда можно сделать вывод о том, что при этих [c.444]

Когда примесные атомы создают заряженные центры, их концентрации входят в условие нейтральности и поэтому могут оказывать влияние на концентрацию заряженных собственных дефектов кристалла. Грубо говоря, общий эффект от присутствия примесных атомов двух разных типов представляет собой алгебраическую сумму эффектов для примесных атомов каждого типа. При одинаковых зарядах примесных центров (например, если оба они являются либо донорами, либо акцепторами) эффекты складываются при противоположных зарядах (одна примесь — донор,а другая — акцептор) эффекты вычитаются если суммарный заряд равен нулю, то эффект отсутствует. [c.516]

Ранее было указано, что на скорость коррозии металлов оказывает влияние и характер обработки поверхности конструкции. Экспериментально было установлено, что гладкая поверхность металла по сравнению с грубой, шероховатой, обладает большей стойкостью к коррозии. Гладкая поверхность металла имеет меньше различных дефектов в виде зазоров, царапин и т. д., которые могут явиться причиной образования очагов коррозии. Так, например, поверхности, грубо обработанные резцом, могут подвергаться более сильной коррозии вследствие того, что к поверхности металла, лежащего в углублении рисок, будет поступать меньше кислорода, чем к участкам, лежащим на гребнях поэтому в случае нейтральной или щелочной среды, когда процесс коррозии металла идет с кислородной деполяризацией, на участках с большей концентрацией кислорода (гребни) потенциал будет более положителен, чем на участках с меньшей концентрацией кислорода (углубление), и вследствие дифференциальной аэрации возникает коррозионный микроэлемент. [c.84]

При измерениях с индикаторами, кроме обычных технических ошибок (дефекты аппаратуры, собственная окраска раствора, неравномерное освещение при колориметрических сравнениях и т. д.), существуют ошибки, зависящие от природы индикатора. К этим ошибкам следует отнести 1) ошибки, связанные с тем, что при диссоциации индикатора (как кислотного, так и основного) изменяется pH исследуемого раствора —, кис 10тная ошибка 2) ошибки, связанные с влиянием нейтральных солей — солевая ошибка 3) ошибки, происходящие от того, что протеины и продукты их распада, а также некоторые другие вещества, находящиеся в коллоидном состоянии, [c.88]

До сих пор мы рассматривали системы, фазы которых состояли только из нейтральных молекул. Если же в системе имеются ионы или они могут образовываться в результате диссоциации поверхностньгх молекул или функциональных групп, то поверхность раздела фаз может приобрести избыток зарядов того или иного знака. Вблизи такой заряженной поверхности раздела образуется электрическое поле, под влиянием которого к поверхности приблизятся ионы противоположного знака и образуется двойной электрический слой. За его пределами электрическое поле равно нулю. В том случае, когда ионы (или другие носители заряда — электроны, заряженные дефекты) имеются и в объеме другой фазы, возникает двойной слой одного из двух видов (рис. VII.1). Чаще всего электрические поля в обеих фазах вблизи поверхности раздела направлены в одну и ту же сторону и при переходе из одной фазы в другую электрический потенциал меняется монотонно (рис. VII.1,а). Может, однако, реализоваться случай (в присутствии ионов сильно поверхностно-активных веществ), когда потенциал меняется не монотонно, переходя через экстремум, и тогда электрические поля в обеих фазах направлены прямо противоположно (рис. VII. 1,6). [c.68]

Следует сделать также несколько замечаний о роли температуры подложки. Существует довольно много даняы.х о том, что на структуру пленок, получаемых ионным распылением, температура влияет так же сильно, как и на структуру пленок, получаемых испарением. Однако для этих двух методов осаждения механизмы проявления такого влияния температуры могут существенно различаться. Как мы уже видели, пленки, получаемые ионным распылением, обычно бомбардируются ионами и (или) быстрыми нейтральными атомами. В результате такой бомбардировки, вероятно, будет происходить разрушение поверхностного слоя пленки, в основном путем образования точечных дефектов. Для растущей пленки даже сравнительно низкой температуры достаточно для того, чтобы отжигать эти дефекты так же быстро, как они и создаются. Огилви и Томпсон [39] исследовали раэупорядочение поверхности монокристаллов серебра в результате бомбардировки ее ионами аргона, в зависимости от температуры. Результаты работы показали, что раэупорядочение существенно зависит от температуры, при которой производится бомбардировка. [c.420]

Тот факт, что процессы обмена со слоем играют роль как при хемосорбции, так и при десорбции газов — в особенности на полупроводниковых твердых веществах типа окислов и сульфидов, — известен уже давно по изменению проводимости таких полупроводников в атмосфере различных газов. С точки зрения электронных дефектов можно подразделить полупроводниковые катализаторы на катализаторы п-типа и р-типа, за исключением собственных полупроводников (р-/г-проводимость). Катализатор п-типа характеризуется наличием свободных электронов е, т. е. электронов в зоне проводимости, и присутствием, по закону электрической нейтральности, в эквивалентной концентрации анионных вакансий или металлических ионов в междоузлиях. Катализатор р-типа характеризуется соответствепио наличием недостатка электронов , т. е. дырок в валентной зоне, с эквивалентной концентрацией незанятых катионных узлов. За исключением случаев жестких соотношений при реакции (как, например, для Нг на NiO), в случае катализаторов п- типа будет происходить обмен электронами только между зоной проводимости и соответствующей молекулой, а в случае катализаторов р-типа — обмен электронами только между валентной зоной и находящимся на поверхности газом. При этом характерный для каждого полупроводника п- или р-типа обменный уровень вещества слоя является потенциалом Ферми или, иначе говоря, электрохимическим потенциалом т]- или т]+ свободных электронов или дырок соответственно. Как показано ниже на примере простой реакции, появление в зоне и уход или эмиссия электронов из валентной зоны или зоны проводимости катализатора, так же как невозможность электронного обмена, определяется абсолютным значением т] и и энергетического уровня попадающей на поверхность или находящейся на ней молекулы газа. В настоящем изложении мы вначале пренебрежем электрическим диффузионным потенциалом, всегда появляющимся вблизи поверхности в результате возникновения объемных зарядов. Влияние диффузионного потенциала Vd, зачастую определяющего течение реакции, будет обсуждено в заключение, исходя из известного соотношения г] + = j V, где J.I — химический потенциал в электрон-вольтах, а К — электрический потенциал. [c.219]

Образовавшиеся избыточные дефекты вообще быстро рекомбинируют в случае монокристалла Na l за время в несколько минут они образуют нейтральные комплексы типа (Na+ l ], скорость образования которых определяется подвижностью вакантного узла Na+. В случае кристаллов галогенидов серебра подобные одиночные дефекты решетки должны исчезать еще быстрее вследствие большей подвижности ионов серебра. Действительно, опыты Джонстона [3] по определению увеличения электропроводности монокристаллических и поликристаллических образцов бромида серебра под влиянием пластической деформации по результатам очень с.хожи с опытами А. В. Степанова и Дьюлая, но увеличение электропроводности не превышало при этом двукратного значения для недеформированного образца, что, видимо, связано с быстрой рекомбинацией избыточных дефектов. [c.94]

С ростом температуры наблюдается также ослабление влияния облучения на самодиффузию анионов, что может быть следствием убыдающей с ростом температуры устойчивостью первичных радиационных дефектов, образование которых предшествует как появлению молекулярного галогена, так и нейтральных атомов металла в решетке кристалла при ионизации. Сюда следует отнести центры окрашивания типа F, V, М и т. д. Когда время жизни таких дефектов становится близким ко времени ожидания элементарного акта диффузии, описываемое влияние рентгеновского облучения па диффузию не должно наблюдаться. [c.110]

Такого рода группировки наблюдаются и на поверхности необлучен-ных кристаллов Na l (и LiF), но в существенно меньшем количестве. Форма и строение группировок из декорирующих частиц золота отражают строение соответствующих сложных центров окраски, состоящих, возможно, из нейтральных и заряженных точечных дефектов. При декорировании окрашенных кристаллов Na l наблюдается увеличение плотности декорирующих кристаллов золота до 8,5 10 по сравнению с необлу-ченными образцами, у которых эта плотность составляет 2,5-10 см . Наблюдается также существенное улучшение степени ориентации кристаллов золота на поверхности облученных образцов. Эти результаты находятся в соответствии с данными работ [25—27] о влиянии центров окраски на эпитаксию. [c.253]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология