Заряженные присутствия других дефектов

В общем можно считать, что если дефекты имеют заряды противоположного знака, то концентрация, или, иными словами, растворимость одного из них, увеличивается в присутствии другого. Дефекты с зарядами одинакового знака уменьшают растворимость друг друга. [c.262]

Возможность существования поверхностных состояний была впервые рассмотрена Таммом [1], который пришел к выводу, что соответствующие им уровни лежат в запрещенной зоне. Можно предположить, что эти поверхностные состояния возникают различными путями. Они могут включать в себя уровни, получающиеся из сложных атомных уровней [2], уровни, образующиеся вследствие изменения потенциала Маделунга в поверхностной области [3] и вследствие присутствия адсорбированных веществ [4], и уровни, связанные с такими обычными поверхностными нарушениями, как трещины Смекала, спиральные дислокации и другие дефекты. Особенности уровней Тамма были теоретически рассмотрены многими авторами [5]. Предполагается, что число локализованных поверхностных состояний может соответствовать числу поверхностных атомов. Энергетические уровни, соответствующие этим поверхностным состояниям, могут быть или дискретными, или равномерно распределенными по всему промежутку между заполненной зоной и зоной проводимости. Последнего можно ожидать при высоких концентрациях примеси. Бардин [5] утверждает, что, если плотность поверхностных состояний достаточно велика (больше 10 ш ), на свободной поверхности может образоваться двойной электрический слой, возникающий вследствие поверхностного заряда, вызванного электронами, находящимися в этих состояниях. Этот заряд будет индуцировать объемный заряд противоположного знака, распространяющийся примерно на 10 см внутрь кристалла. Согласно Бардину, это приводит к независимости работы выхода электрона для таких веществ от высоты уровня Ферми внутри материала и, следовательно, к независимости ее от содержания примесей в объеме. Этот постулат распространяется и на поверхности раздела металл — полупроводник. В данном случае металл стремится расширить поверхностные состояния полупроводника. Однако, когда это расширение мало по сравнению с шириной запрещенной зоны, пространственный заряд полупро-водника не зависит от металла. В тех случаях, когда расширение значительно по сравнению с запрещенной полосой, не может быть сделано никаких выводов. [c.168]

В зависимости от способа обработки кристаллов щелочных галогенидов могут образоваться центры окраски различной структуры. Простейшим центром окраски является 7 -центр (рис. 10.1). Ион галогена за счет диффузионных процессов вытесняется из решетки и для компенсации недостающих отрицательных зарядов заменяется электроном, f-центры образуются при быстром охлаждении с высоких температур кристаллов, окрашенных по аддитивной схеме так, что при этом другие дефекты практически не возникают. Из-за присутствия / -центров изменяются характерные абсорбционные свойства. Ниже приведены длины воли для F-центров в различных щелочных галогенидах. [c.210]

Полученные результаты приводят к прежнему выводу дефекты начинают влиять на растворимость друг друга с того момента, когда становится заметной их роль в условии нейтральности, причем если они имеют заряды противоположного знака, то растворимость одной примеси в присутствии другой увеличивается в противоположном случае растворимости обоих дефектов уменьшаются. [c.275]

Таким образом, различными методами показано, что шпинели отличаются от других оксидов легкостью перестройки структуры, наличием в ней дефектов и особым механизмом электронного обмена- перескока электронов между соседними ионами. Эти свойства и приводят к повышенной активности шпинелей в окислительных реакциях. В окислении углеводородов особенно активны шпинели, содержащие ион кобальта. Трехвалентный кобальт в октаэдре находится в сильном поле лигандов (конфигурация и имеет максимальную энергию стабилизации кристаллическим полем. При переносе электрона в результате окислительно-восстановительного процесса (такой перенос может быть облегчен благодаря присутствию в системе другого катиона переходного металла) Со переходит в Со. После осуществления каталитического цикла система воз-. вращается в устойчивое состояние Со [26, с. 120-124]. Электронный обмен между ионами Со по механизму перескока позволяет передать заряд адсорбированной молекуле кислорода, превратить ее в активный ион-радикал. Условия быстрого подвода кислорода облегчены на поверхности катализатора, способного быстро перестраивать поверхностный слой с сохранением объема катализатора в устойчивом состоянии. Эти условия осуществляются в шпинелях, содержащих ион Со, в которых, как указано выше, энергия разупорядочения в объеме относительно невелика (см. табл. 2.8), а на поверхности должна быть еще меньше. [c.58]

Кислотность алюмосиликата становится заметной в присутствии ионов алюминия на новерхности силикагеля или вблизи от нее, причем они располагаются в определенных интервалах друг от друга и дают в этих местах очень высокую кислотность, намного превосходящую кислотность взятых отдельно геля алюминия или силикагеля. Имеется много различных мнений, касающихся структуры и происхождения этих мест, но пока что вопрос о них служит предметом интересных предположений. Ббльшая часть моделей кислотных центров основана на кристаллографических представлениях утверждается, что если в кристаллическую решетку, состоящую главным образом из тетраэдрической окиси кремния, ввести атомы алюминия и кислорода, то они так же, как и окись кремния, принимают форму тетраэдра, в результате чего должен образоваться центр с дефектом положительного заряда. [c.97]

Перенос заряда в кристалле происходит за счет дефектов в кристаллической решетке в соответствии с механизмом, при котором вакансии занимаются свободными соседними ионами, причем вакансии должны соответствовать иону с фиксированным размером, формой и распределением заряда. Поэтому занимается она строго определенными соседними ионами. Другие типы ионов, отличающиеся зарядом или размерами, не могут участвовать в переносе тока через мембрану. Это, к сожалению, также не достигнуто пока и с помощью синтетических ионообменных материалов. Поэтому посторонние ионы не влияют на потенциал такого рода электродов, за исключением случаев, когда ионы, присутствующие в растворе, могут химически взаимодействовать с материалом электрода. Для фтор-селектив-ного электрода такими мешающими ионами являются гидроксил-ионы. [c.140]

Другой подход к нормированию общего содержания примесей в особо чистом веществе заключается в том, что оно должно соответствовать уровню структурного совершенства монокристалла, получаемого из данного вещества. Несовершенства кристаллических тел слагаются из химических дефектов, обусловленных присутствием посторонних и собственных примесей (включая вакансии и собственные носители заряда), а также различных физических дефектов (дислокации, границы зерен, двойникование, дефекты упаковки). [c.12]

В случае полупроводников (оксиды, сульфиды никеля, молибдена, вольфрама и некоторых других переходных металлов) свободные валентности (свободные электроны и электронные дырки) появляются вследствие неполной координированности атомов поверхности кристаллической решетки и в результате различных дефектов кристалла полупроводника. Например, узел кристалла, в котором отсутствует катион, ведет себя как отрицательный заряд, отталкивая электроны в ближайших узлах. В результате эти электроны могут быть вытеснены из валентной зоны в зону проводимости. Появление электронов (или дырок) в зоне проводимости может быть вызвано также присутствием в кристалле различных примесей, обладающих электро-нодонорными (или электроноакцепторными) свойствами, а также нарушениями стехиометрического состава. На поверхности кристалла электроны (или дырки) проводимости будут играть роль свободной валентности или активных центров. [c.313]

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]

Явления, аналогичные поверхностным эффектам, могут возникать внутри кристаллов вблизи дислокаций [38]. При этом, если энергия образования заряженных дефектов на дислокациях меньше для одного типа дефектов, чем для другого, то дефектов первого типа будет образовываться больше. В результате дислокация оказывается заряженной, а ее заряд компенсируется цилиндрическим пространственным зарядом в кристалле вокруг дислокации. Эта картина применима как к электронным, так и к атомным дефектам. В качестве примера можно привести германий, в котором энергия образования свободных дырок вблизи дислокаций меньше, чем энергия образования свободных электронов, или, применяя терминологию физики полупроводников, дислокация в этом случае обладает свойствами акцептора [391 . В результате дислокация заряжается отрицательно при этом ее линейный отрицательный заряд компенсируется цилиндрическим каналом свободных дырок (или в случае п-типа — ионизированными донорами), расположенным вокруг нее [40]. При наличии ориентированных под небольшими углами границ зерен, где на одной плоскости может присутствовать больше дислокаций, каналы могут соединяться, образуя непрерывный слой р-типа. В таком случае, если объем кристалла обладает высоким сопротивлением или свойствами п-полупроводника, проводимость этой пленки можно исследовать отдельно [41]. [c.563]

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]

Присутствие в объеме кристаллов металлических, изолированных от внешней по отношению к алмазу среды включений искажает внутрикристаллнческое поле, возбуждаемое в алмазе внешним электромагнитным полем резонатора. Причем величина и степень искаженности поля в локальных участках алмазной матрицы, прилегающих к дефектам, обусловлены и эффектами поляризации, связанными со скоплением заряда на границах включений и других структурных неоднородностях. Поэтому в переменном электрическом поле во включениях происходят процессы перераспределения этих зарядов, вызывающие появление дипольных моментов у электропроводящих частиц и их осиляции, совпадающие с частотой приложенного к алмазу внешнего электрического поля. Величина дипольного момента частицы определяется не только размерами и формой, но и электрофизическими свойствами вещества частицы, в частности, электропроводностью. Поэтому такого типа включения на алмазах в первом приближении можно рассматривать как квазиупругие диполи, релаксационные процессы, в которых (отражая степень совершенства структуры частиц) изменяют однородность внутрикристаллического поля в алмазах. [c.452]

Согласно теории фотолиза бромида серебра, предложенной Гёрни н Моттом [3], поглощение светового кванта бромидом серебра освобождает электрон из иона брома, оставляя на месте последнего положительную дырку . Как электрон, так и дырка обладают весьма большой подвижностью. Если в кристалле имеются частицы серебра, то они приобретают отрицательный заряд в результате захвата электронов и укрупняются путем притяжения подвижных междоузельных ионов серебра, всегда присутствующих в решетке (дефекты по Френкелю). Эта теория сохраняет свое значение до настоящего времени. Более поздние теории, основанные на предположении о существовании дефектов по Шоттки, в настоящее время оставлены [4]. Однако теория Гёрни и Мотта недостаточно разработана, чтобы объяснить образование скрытого изображения необходимо объяснить механизм захвата первых электронов, если в исходном состоянии серебро отсутствует. Очевидно, нехватает теории сенсибилизации, которая ответила бы на вопрос служат ли упомянутые выше сенсибилизаторы ловушками электронов, или дырок, или тех и других одновременно. [c.49]

Точечные дефекты возникают и за счет примесей. Если примесь присутствует в ионной форме, она может встроиться в ионную решетку, заняв там место катиона пли аниона (возможно, того и другого), в зависимости от ее знака. Если заряд примесного иона такой же, как основного (например, ион Na + или I" в решетке AgBr), то влия1ше его на энергию и другие свойства решетки обычно невелико, хотя энергия взаимодействия в этом месте решетки слегка изменяется и возникает мелкая потенциальная яма (теперь эти термины вам уже известны). Более значительно [c.11]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология