Германий поверхностные свойства

В 26 было показано, что на границе соприкосновения двух различных тел возникает электрический заряд, вызванный выравниванием электрохимических потенциалов электронов или ионов в соприкасающихся телах. Поверхность и объем одного и того же кристалла обладают неодинаковыми физико-химическими свойствами и могут поэтому рассматриваться как два находящихся в контакте разнородных тела. Ниже мы рассмотрим поверхностные свойства полупроводников на примере германия и кремния. [c.204]

Насколько известно, поверхностные свойства этих сплавов (поверхностное натяжение на границе расплав — газ), а также плотность не измерены. Тем более это относится к свойствам межфазной границы твердых и жидких фаз в этих системах. Качественные эксперименты, касающиеся поведения капель золота на поверхности кремния и золото-германиевого расплава на германии (движение капли в поле температурного градиента) были выполнены в [2, 41. Прочность германия в среде золото-германиевого расплава исследована в [161. [c.4]

Большинство исследований с применением ДМЭ проведено на кристаллах различных элементов — металлах, кремнии, германии, и для этих же кристаллов были предприняты попытки провести теоретический расчет поверхностных свойств. Так, по теоретической оценке Бертона и Юры [107], на гипотетической поверхности (100) Аг свободная энергия перехода от структуры (1x1) к структуре С(2X1) выражается уравнением [c.230]

Подробно описаны методы исследования поверхностных свойств полупроводниковых электродов, и проанализированы результаты исследования электродов из кремния, германия и бинарных полупроводников. [c.4]

Энергия электронов на поверхностных уровнях полупроводника может сильно зависеть от потенциального барьера на поверхности, наличие которого обусловливает электростатическую разность потенциалов между поверхностью и объемом. Впервые представление о существовании такого потенциального барьера (иногда говорят о барьерном слое или о слое объемного заряда ) ввел Бардин [15] в 1947 г. для объяснения наблюдавшихся поверхностных свойств германия и кремния. Образование поверхностного барьера можно проиллюстрировать моделью, представленной на рис. 1. Электроны захватываются акцепторами, образованными адсорбированным кислородом, ибо, как и указано на рисунке, эти уровни лежат ниже уровней междуузельного цинка. В результате перехода электронов от междуузельного цинка вблизи поверхности к кислороду, адсорбированному на поверхности, остаются в объеме ионы цинка с положительным зарядом, компенсированные отрицательным поверхностным зарядом адсорбированных ионов кислорода. Электрическое поле в области объемного заряда создает падение напряжения между объемом и поверхностными ловушками, так что потенциальная энергия электрона увеличивается при приближении его к поверхности. Таким образом, все разрешенные уровни вблизи поверхности, в том числе и энергии самих поверхностных состояний, повышаются, по мере того как поверхность заряжается отрицательно. [c.292]

В работах нашей лаборатории были изучены кинетика хемосорбции и влияние адсорбированных на поверхности германия и кремния кислорода и паров воды па их поверхностные свойства. [c.35]

Предварительные опыты по адсорбции паров воды на окисленной поверхности показали, что в их присутствии наблюдаются необратимые изменения поверхностных свойств германия. В связи с этим был подробно исследован процесс влияния паров воды па взаимодействие германия с кислородом. Адсорбционные опыты проводились следующим образом. На чистой поверхности германия, освобожденной от окисной пленки восстановлением в водороде с последующим обезгаживанием подобно тому как это было нами описано ранее, адсорбировался кислород небольшими порциями в количестве. [c.39]

Для выяснения влияния различных стадий хемосорбции кислорода на поверхностные свойства нами было исследовано влияние адсорбированного кислорода на работу выхода электрона из германия [17]. [c.40]

Для реакций окислительно-восстановительного катализа, при которых промежуточное взаимодействие реагирующих веществ с катализатором, по-видимому, связано с электронными переходами, в случае полупроводниковых катализаторов для расчета промежуточного поверхностного взаимодействия может быть использована зонная теория. Этот подход, опирающийся на развитый аппарат теории полупроводников, был впервые предложен Ф. Ф. Волькенштейном [1] и использован во многих работах советских и зарубежных ученых. При хемосорбции и катализе в результате взаимодействия реагирующих веществ со свободными электронами или дырками твердого катализатора на его поверхности могут образоваться заряженные частицы, а расположенный у поверхности катализатора объем приобретает заряд противоположного знака. Это приводит к определенной связи хемосорбционных и каталитических свойств с полупроводниковыми свойствами твердых катализаторов, в частности к зависимости теплоты хемосорбции, а следовательно, и энергии активации хемосорбции от положения уровня Ферми. Отсюда вытекает заманчивая возможность сознательного регулирования каталитических свойств полупроводников путем смещения уровня Ферми, введением добавок или другими способами. Это стимулировало большое число экспериментальных исследований. В основном исследовалась связь каталитической активности с электропроводностью и ее температурной зависимостью. Для отдельных катализаторов, например для германия, связь отсутствовала. В большинстве же случаев, в частности для окислов переходных металлов, введение добавок, меняющих электропроводность, как правило, оказывало влияние и на каталитическую активность. В дальнейшем, однако, когда были проведены более подробные исследования, а именно, изучена хемосорбция отдельных компонентов на катализаторе и ее влияние на его проводимость, а также прямые измерения работы выхода электрона, обнаружилось много противоречий. [c.8]

В отличие от адсорбции водяных паров на чистой поверхности адсорбция паров воды на поверхности германия, покрытой окисной пленкой, как видно из рис. 72, приводит к необратимым изменениям поверхностных свойств. [c.45]

Из приведенных выше данных следует, что быстрая и медленная стадии хемосорбции существенно по-разному влияют на поверхностные свойства как германия, так и кремния. В то время как быстрая хемосорбция мало влияет на работу выхода и практически не влияет па время жизни носителей тока в германии, медленная хемосорбция гораздо сильнее влияет на работу выхода и приводит к резкому изменению времени жизни. [c.54]

Поверхностные свойства полупроводников оказывают существенное влияние на параметры приборов. Одним из факторов, изменяющим характеристики поверхности, является поверхностный заряд. После травления на поверхности германия обычно имеется отрицательный заряд [1]. Поэтому представлялось желательным подобрать такой ряд веществ, который уменьшал бы этот [c.217]

ВЛИЯНИЕ НЕКОТОРЫХ ХИМИЧЕСКИХ ОБРАБОТОК НА ПОВЕРХНОСТНЫЕ СВОЙСТВА ГЕРМАНИЯ И НА ПАРАМЕТРЫ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ПРИБОРОВ [c.221]

Чистая поверхность. Разберем в качестве примера свойства совершенно чистой поверхности кристаллов германия или кремния. Атомы этих элементов, находящиеся в объеме кристалла, окружены четырьмя одинаковыми соседями, с которыми образуют четыре примерно равноценных ковалентных связи. Атомы же, находящиеся на поверхности, имеют не более трех соседей и должны поэтому обладать либо несвязанным электроном, либо образовывать между собой двойную ковалентную связь. В обоих возможных случаях средняя энергия химической связи в расчете на один поверхностный атом будет меньше, чем соответствующая энергия для атомов, находящихся в объеме кристалла. Заметим, что именно этими соображениями объясняется существование поверхностного натяжения у всех жидких и твердых тел. Действительно, атомы этих тел стремятся расположиться таким образом, чтобы суммарная энергия химических связей между ними была максимальна. При этом величина выделяющейся работы принимает наибольшее возможное значение. Поскольку средняя энергия химических связей для поверхностных атомов меньше, чем в объеме, увеличение поверхности данного тела сопровождается затратой работы, которая называется работой против сил поверхностного натяжения. Величина поверхностного натяжения определяется поэтому разностью энергий химических связей в объеме и на поверхности кристалла. [c.204]

Особое состояние поверхностных атомов (молекул или ионов) твердого тела приводит к тому, что вблизи поверхности электроны распределяются не так, как в объеме. Это значит, что энергетическое состояние электронов поверхностного слоя твердых тел отличается от такового в объеме. Это было доказано академиком Таммом квантовомеханическим расчетом в тридцатых годах и позднее доказано экспериментально на чистой поверхности германия и кремния, полученной путем разлома кристаллов в очень глубоком вакууме. Из приведенных рас-суждений следует, что электрические, химические, каталитические и адсорбционные свойства даже заведомо чистых поверхностей существенно отличаются от объемных свойств кристалла. [c.169]

Рассмотрим влияние химически адсорбированного кислорода и паров воды на полупроводниковые свойства германия. Окисленная поверхность германия, содержащая оксид и гидроксид, проницаема для водных паров. На поверхности раздела между германием и оксидным слоем молекулы воды отдают электроны германию и образуют ионы Н, а гидроксильные группы связываются с поверхностными атомами германия. Процесс образования ионов Н резко возрастает при большой концентрации дырок вблизи поверхности. При этом энергетические уровни непосредственно пол поверхностью полупроводника настолько искажаются, что, например, приповерхностные участки базовой области германиевого триода от эмиттера до коллектора могут превращаться в материал л-типа, и базовый слой окажется за-шунтированным.-Очевидно, окончательные этапы изготовления прибора должны проходить в сухом воздухе и р—л-переходы должны быть герметизированы. В оксидном слое у поверхности раздела с полупроводником ионы Н способны перемещаться. В определенных условиях ионы Н захватывают электроны из объема германия, уменьшая тем самым число свободных электронов. При этом изменяются объемный [c.250]

Исследованы поверхностные и контактные свойства жидких и твердых фаз систем Аи — 81 и Аи — Ое, измерены поверхностное натяжение и плотность жидких сплавов во всей области концентраций и температурном интервале 360— 1600 0, определены краевые углы смачиваемости твердых золота и германия, золота и кремния соответственно для систем Аи — З , Аи — Ое равновесными жидкими сплавами для двухфазных полей диаграмм состояния при температурах от эвтектических до температур плавления компонентов. Рис. 10, библиогр. 29. [c.222]

Из новых теоретических работ интересна попытка чехословацкого ученого Я. Коутецкого [2] определить расчетным путем для некоторых катализаторов поверхностные электронные уровни (уровни Шокли), отождествляемые со свободными валентностями поверхности. В результате могут быть получены ценные сведения о химических свойствах поверхности твердых катализаторов. Пока проведены только приближенные расчеты для алмаза и графита. Теория предсказывает значительное различие хемосорбционных свойств отдельных граней алмаза. Этот вывод, вероятно, справедлив и для германия, но пока не удалось проверить его экспериментально. [c.9]

Сорбционные и химические свойства. Знание сорбционных свойств германия по отношению к различным веществам имеет весьма важное практическое значение, поскольку в присутствии адсорбированных пленок изменяются электрофизические характеристики германия, например поверхностная скорость рекомбинации электронов и дырок, а также ширина запрещенной зоны. [c.16]

В настоящее время накоплены данные о плотностях, энергиях и времени релаксации поверхностных состояний некоторых полупроводников при различных условиях обработки поверхности (см. разделы III, 5 и IV, 8). Однако очень мало получено сведений относительно атомистических свойств поверхностных состояний. Так, например, в достаточной степени известны [37] плотности, энергии и времена релаксации поверхностных состояний на травленных поверхностях германия, однако химические особенности (состав и пространственное расположение), приводящие к возникновению специфических поверхностных состояний, неизвестны. [c.413]

В главах III—VIII основное внимание уделено электропроводности полупроводников, процессам генерации и рекомбинации носителей заряда, электрическим явлениям на поверхности полупроводников при их контакте между собой, с металлами, водными растворами и газовыми средами, а также вопросам химического травления, термодинамической устойчивости различных соединений германия и кремния и основным методам стабилизации поверхностных свойств полупроводников. [c.5]

БООНСТРА А., ПОВЕРХНОСТНЫЕ СВОЙСТВА ГЕРМАНИЯ И КРЕМНИЯ. Перевод с английского. Стр. 176, цена 86 к. [c.559]

Освещены воаросы тепло- и массообмена в процессах получения монокристаллов вытягиванием из расплава. Приведены основные уравнения процесса и их анализ на базе теории подобия. Большое внимание уделено вопросам кинетики расплава. Рассматривается влияние сил поверхностного натяжения на геометрию новерхности раздела фаз и дефекты структуры слитка. Освещены результаты экспериментального и аналитического исследований тепловых полей в монокристаллах. Рассмотрены задачи диффузии легирующих примесей в твердой фазе кристалла. Приведены результаты экспериментальных работ, связанных с выращиванием монокристаллов германия с равномерными свойствами по сечению слитка, получением бездислокационных и с малой плотностью дислокаций монокристаллов. [c.2]

Из ряда работ известно, что свойства полупроводниковых германиевых приборов меняются при их соприкосновении с парами воды. В связи с этим представляло также интерес исследовать адсорбционными и электрофизическими методами влияние паров воды на поверхностные свойства германия и кремния, а такж . на взаимодействие германия и кремття с кислородом. [c.35]

Исследование совместного влияния кислорода н паров воды на работу выхода электрона пз германия было ранее проведено Брэттеном и Бардиным [231. В их опытах с германием, обработанным кислородом в искровом разряде, работа выхода э.лектрона из германия уменьшается как при выдерживании германия в атмосфере кислорода, так и в атмосфере кислорода, насыщенного водяными парами. Результаты же наших опытов свидетельствуют, что адсорбция кислорода, а также адсорбция паров воды на чистой поверхности германия и на поверхности, покрытой не очень толстой окисной пленкой, приводит к увеличению работы выхода электрона. По-видимому, указанное расхождение связано с тем, что обработка германия в искровом разряде в атмосфере кислорода существенным образом меняет поверхностные свойства германия. [c.47]

В статье Ю. В. Плеокова [582] и в монографии [576] излагается современная точка зрения на лроцессы анодного растворения германия. Потенциал германиевото электрода при анодном окислении зависит от логарифма соотношения действительной и равновесной (концентрации носителей тока (электронов и дырок), находящихся в поверхностном слое и участвующих в электродном процессе, n In. Если п = п, то германий ведет себя как обычный металл. Концентрацию носителей тока можно изменять действием света, который генерирует дырки , или при помощи окислителей, оказывающих такое же действие. Подробное изучение состояния поверхности при анодной поляризации германия и факторов, на нее влияющих, интересно не только с теоретической стороны, но и имеет большое практическое значение, поскольку анодное травление или электрополировка германия применяется для придания его поверхности определенных свойств. Подробное изложение этих вопросов выходит за рамки настоящей книги, они хорошо освещены в уже упоминавшейся монографии Е. А. Ефимова и И. Г. Ерусалим чика [576]. [c.218]

Новейшее развитие радиоэлектроники и широкое использование ее б различных областях техники предусматривают самое широкое применение полупроводниковых металлических материалов и, в частности, германия и кремния. Возможность получения совершенных полупроводниковых приборов, отвечающих запросам современной техники, О Пределяется не только исходными электрическими свойствами материала полупроводников, но в большей степени зависит также и от их поверхностных свойств. Например, выбранная технология обработки поверхности при изготовлении п()лу]1роводниковых приборов (хи лическое травление), а также после-лующпе воздействие на поверхность полупроводникового прибора окружающей атмосферы заметно изменяют и его электрические свойства. Успешно-е разрешение вопроса о получении полупроводников с заданными стабильными свойствами в значительное мере определяется уточнением роли физико-химического коррозионного воздействия внешней среды (травильного раствора или атмосферы) на полупроводниковые свойства этих материалов. [c.584]

Цель данной работы >—полное исследование поверхностных и контактных свойств жидких и твердых фаз этих систем измерены поверхностное натяжение и плотность жидких сплавов во всей области концентрации и температурном интервале 360— 1600° С определены краевые углы смачиваемости твердых фаз золота и германия, золота и кремния соответственно для систем Аи — 51 и Аи — Ое равновесными жидкими сплавами для двухфазных полей диаграмм состояния при температурах от эвтектических до температур плавления компонентов рассчитаны работа адгезии, адгезионное натяжение, коэффициент растекания, а также межфазное натяжение изучена микро и макроструктура сплавов, в частности эртектического состава. [c.4]

При отсутствии адсорбции влияние поверхности следует все-таки иметь в виду, хотя у молекулярных кристаллов оно проявляется совершенно по-другому, чем у металлов [92], в которых свободно движущийся в зоне проводимости электрон, прежде чем оторваться, должен преодолеть потенциальный барьер. Существование поверхностных состояний в некоторых полупроводниках, например германии и кремнии, хорошо известно [71 было показано, что эти состояния могут оказывать влияние на различные свойства, в том числе на контактные потенциалы. Пикус [115] изучал фотоэмиссию с поверхностных слоев полупроводников и диэлектриков. Он установил, что в случае заполненных или полузаполненных поверхностных зон поверхностный фототок составляет значительную часть общего фототока полупроводника. [c.686]

Изучены различные свойства германия ориентировка его кристаллов по внешним морфологическим признакам [534], рентгеновские спектры [535, 536], определение поверхностного парамагнетизма [537, фотомагнитоэлектрического эффекта [538], изучение поверхности монокристаллогермания и способы ее травления и др. [210, 367, 368, 406, 413, 421,444,451, 463 477, 539—581, 610—611.]. Анализу германия посвящен ряд, работ [66, 582—594]. [c.415]

В дальнейшем в развитии этой области науки о поверхностных явлениях труды советских ученых занимают все более видное место, наряду с исследованиями строения поверхностноактивных молекул Гаркинса (США), Гарди (Англия), строения и свойств мономолекулярных слоев поверхностно-активных веществ Адама, Ридила (Англия), двухмерной миграции Фоль-мера (Германия). Особое значение имеют работы А. Н. Фрум-кипа (с 1919 г.) и его школы по термодинамическим свойствам и уравнению состояния адсорбционных слоев, а также по связи поверхностной активности со строением молекул и ионов и ее значениям в электродных процессах. [c.9]

Влияние освещения было обнаружено на примере роста скорости растекания спиртов и эфиров по поверхности германия, кремния, титана и сурьмы. Соответствующие кинетические зависимости имеют линейный характер в координатах —т, хотя в обычных условиях имеет место квадратичный закон х =ах. Изучение природы этого эффекта, получившего название фотокапиллярного, позволило установить его независимость от свойств растекающейся жидкости. Эффективное влияние освещения интенсивностью (I—4)>10 лк связывают с изменением поверхностного заряда и прогибом зон на поверхности субстрата, приводящими к повышению поверхностной энергии как к предпосылке роста адгезионной способности. При этом наблюдается увеличение движущей силы растекания [см. выражение (4)] за счет реализации известного механизма формирования адсорбционной пленки перед фронтом растекающейся жидкости. Особый интерес представляет переход к интенсивному ультрафиолетовому освещению (для полиэтилена оптимум длины волны облучения составляет 350 нм), одновременно способствующему удалению слабых граничных слоев. В ряде случаев мощное освещение способно обеспечить растекание в системах, в которых ранее оно не наблюдалось. Подобный подход нашел применение при склеивании металлов со стеклом. [c.39]