Возможные полупроводниковые свойства

Установлено, что поверхности этих активных окисей восстанавливаются окисью углерода. Поэтому возможно, что катализ осуществляется с попеременным восстановлением и окислением поверхности. Этот механизм был предложен Бентоном [161] для окисления на двуокиси марганца. Как скорость восстановления несмешапнога катализатора, так и скорость каталитического окисления на нем пропорциональны давлению окиси углерода. С точки зрения более поздних данных этот механизм, по-видимому, маловероятен при использовании О было показано [162], что скорость восстановления поверхности в 10 раз меньше скорости каталитического окисления. Трудно понять, как добавка кислорода может изменять скорость восстановления поверхности, в особенности если было установлено, что окись углерода, содержащаяся в воздухе, извлекает с поверхности [163] относительно небольшое количество О . Другие механизмы включают реакцию между газами, хемосорбирован-ными на поверхностях окисей, или реакцию между окисью углерода из газовой фазы и кислородом, в той или иной форме хемосорбированным на поверхности. Стоун [164] подверг анализу результаты исследований, проведенных многими учеными, включая ученых бристольской школы, и показал, что имеется качественная связь между активностями различных окисей и их полупроводниковыми свойствами. Наиболее активны окиси р-тииа, дающие измеримые скорости окисления при низких температурах, в некоторых случаях ниже 50°. К их числу относятся двуокись марганца и некоторые из окисей, используемых в гопкалитах. Следующими па активности являются окиси п-типа — окись железа, окись цинка и двуокись титана, действующие в интервале 150—400°, но некоторые собственные полупроводники, вроде окисей меди и хрома, также [c.329]

Основные характеристики некоторых, наиболее широко употребляемых полупроводниковых материалов приведены в табл. 34. Общим свойством всех указанных материалов является ковалентный или близкий к ковалентному характер связей, реализуемых в их кристаллах. Ширина запрещенной зоны зависит от энергии этих связей и структурных особенностей кристаллической решетки полупроводника. У полупроводников с узкой запрещенной зоной, таких, например, как серое олово, черный фосфор, теллур, заметный перенос электронов в зону проводимости возникает уже за счет лучистой энергии, в то время как для полупроводниковых модификаций бора и кремния требуется довольно мощный тепловой или электрический импульс, а для алмаза II — даже облучение потоками микрочастиц большой энергии или у-облучение. Лишь некоторые из полиморфных форм кристаллов обладают полупроводниковыми свойствами. Так, полупроводниковый эффект наблюдается лишь у одной из трех возможных полиморфных форм кристаллических фосфора и мышьяка и лишь у двух из четырех кристаллических модификаций углерода. [c.311]

Возможные полупроводниковые свойства [c.237]

Сложные полупроводники (неорганические). Ряд неорганических соединений оксиды, сульфиды, нитриды, карбиды и др. — обладают полупроводниковыми свойствами. Больщинство таких соединений обладает кристаллической решеткой типа алмаза или сфалерита (ZnS), но возможны и другие кристаллические структуры. [c.435]

Среди органических полимеров материалы с полупроводниковыми свойствами возможны лишь в случае систем с сопряженными связями (гл. III, 6). Полупроводниковые свойства в них обусловлены значительной подвижностью электронов, образующих гг-связи. [c.393]

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]

Галлий используется в технике пока еще недостаточно широко, что свя-зано, во-первых, с малым объемом промышленного производства и высокой стоимостью и, во-вторых, с недостаточной изученностью возможных областей ГО применения. Однако в будущем благодаря ценным физико-химическим и полупроводниковым свойствам галлия и некоторых его соединений, а также вследствие реальной возможности резкого увеличения производства этот металл найдет широкое применение [270, 442, 492, 665, 1065]. [c.9]

В заключение раздела о полимерных полупроводниках следует отметить, что в настоящее время синтезированы тысячи полимерных веществ, включая КПЗ, с полупроводниковыми свойствами. Удалось получить материалы с электрической проводимостью до 10" См/м, осуществить с их помощью р->-п-пе-реходы, выявить интересные фотоэлектрические свойства, установить основные закономерности электронной проводимости полимерных полупроводников. Все это открывает возможности практического использования полимерных полупроводников. Однако механизм электрической проводимости, особенности строения этих веществ изучены еще недостаточно. Более полные сведения о методах получения и результатах исследования свойств полимерных полупроводников можно найти в книгах [45,46]. [c.72]

Из данных табл. 1 уже молшо сделать общий вывод о том, что оксиды с полупроводниковыми свойствами и металлы катализируют реакции окисления — восстановления. Твердые тела с кислотными (основными) поверхностными группами являются каталитически активными по отношению к реакциям, которые протекают по кислотно-основному механизму. Возможные механизмы гетерогенно-каталитических реакций и способы воздействия на них твердых катализаторов обсуждаются в гл. 6—8. [c.14]

В реакции дегидратации спиртов корреляция каталитической активности окислов с их полупроводниковыми свойствами не наблюдается, что было объяснено другим (кислотным) типом катализа [221. В связи с этим интересно отметить, что окислы непереходных металлов, бора и алюминия имеют самые широкие запрещенные зоны из всех окислов табл. 2, а также высокие значения т]. Возможно, этому они обязаны наличием каталитической активности в изомеризации алканов, вопреки замкнутым внешним оболочкам ионов В + и АР+ и, может быть, именно эти свойства делают окись алюминия тем носителем, на котором так часто проявляется каталитическая активность веществ, неактивных в изомеризации в виде индивидуальных соединений. [c.31]

Емкостная составляющая тока на твердых электродах больше, чем на ртутном, вследствие возможного образования окисных пленок, обладающих полупроводниковыми свойствами. Емкостная составляющая тока на графитовых электродах больше, чем на ртутных, потому что реальная поверхность графитового электрода больше, чем геометрическая" площадь его. Для уменьшения объемного сопротивления раствора и уменьшения емкостного тока следует работать при концентрациях фонового электролита не менее 0,5 моль/л. При работе с плохо проводящими растворами применяют автоматическую или принудительную компенсацию объемного сопротивления. [c.135]

Вряд ли это может быть обусловлено проявлением полупроводниковых свойств переходных углеродных материалов, поскольку в целом ряде случаев величины наклонов тафелевских кривых на углеродных и металлических электродах совпадают. Если, однако, простые редокс-реакции не являются вполне адиабатическими (такой вывод сделан, например, в работе [75]), то снижение их скорости может быть связано с изменением условий передачи заряда от атома углерода к частице вблизи электрода по сравнению с атомом платины в решетке. Этот же эффект может быть причиной различной активности боковых и базисных граней пирографита. Другой возможный подход — учет адсорбционных явлений на границе раздела. Основное значение в расхождении скоростей редокс-реакций на гранях высокоориентированного пирографита имеет различная концентрация поверхностных групп, приводящая к разному строению двойного электрического слоя [80]. [c.120]

Вышеописанный метод можно успешно применять в случае значительного отклонения от стехиометрии. Однако во многих соединениях отклонения от стехиометрии настолько малы, что их даже невозможно обнаружить химическим анализом, и способность вещества вести себя как полупроводник часто является единствен-ньш признаком нестехиометричности. В это.м случае определение типа неупорядоченности представляет гораздо более трудную задачу. Хотя на основании полупроводниковых свойств нельзя судить о природе нестехиометричности, все же во многих случаях тщательное изучение электрических свойств и теоретическое рассмотрение вопроса позволяют сделать заключение о наиболее вероятном типе неупорядоченности. Например, измерения эффекта Холла или термоэлектродвижущей силы (детально рассмотренные в гл. 5) дают возможность установить, являются ли носители тока электронами или положительными дырками. Можно также опреде лить тип проводимости на основании данных об изменении проводимости в зависимости от давления паров более летучего компонента [c.71]

Сущность этого метода состоит в изучении полупроводниковых свойств очень чистого вещества, приготовленного в виде тонкой пленки. Пленки металла наносят путем возгонки на внутреннюю поверхность цилиндра из тугоплавкого стекла или кварца с электродами из чистой платины. Пленку толщиной порядка от 350 до 500 А приготовляют возгонкой металлов в очень высоком вакууме. Ее последуюш,ее окисление, которое изучается как функция проводимости и количества поглощенного газа, приводит к образованию полупроводящей окисной пленки известного состава. Обычная форма реакционной трубки показана на рис. 5. Вакуумная и газовая системы подробно описаны в работе [30]. Установка отличается тем, что дает возможность работать без смазки и поддерживать вакуум выше чем Ж мм рт. ст. в течение долгого времени. Измерения проводимости на постоянном токе произво- [c.184]

Остин Тейлор и Тон пришли к заключению, что это уравнение описывает процесс, состоящий из двух стадий, а именно поглощения на первичных и вторичных центрах адсорбции. Сравнивая его с кинетическим уравнением, найденным в результате исследования полупроводниковых свойств, можно показать, что выражение Еловича является приближенным по сравнению с более детальным уравнением, полученным упомянутым методом. Кроме того, следует отметить, что энергии активации, определенные из выражения Еловича, не совпадают с энергиями активации, определенными для каждой стадии более детальным методом исследования полупроводниковых свойств [32]. Возможность измерения изменений полупроводниковых свойств не ограничена случаями простого поглощения или десорбции этот метод может быть использован также для исследования каталитических реакций. Доказательства первичной адсорбции окиси углерода при окислении этого газа на окисле, полученные этим методом, приведены в работе [30]. [c.189]

Особенно успешным было изучение процесса выделения новой фазы в германии и кремнии. Как мы уже отмечали, возможность строго контролировать степень чистоты и степень отклонения от идеальной структуры кристаллов германия и кремния в сочетании с методами измерений, основанными на полупроводниковых свойствах исследуемых веществ, позволили использовать их как модельные системы для углубленного изучения свойств таких растворов. В частности, количественную информацию можно получить при простом измерении электропроводности образца без его разрушения, что дает преимущество по сравнению с обычно используемым при изучении металлов исследованием шлифов под микроскопом. Кроме того, таким образом можно контролировать дефектность кристаллической решетки и, следовательно, продвинуться в исследовании процесса образования зародышей. [c.155]

Многие неметаллические катализаторы обладают полупроводниковыми свойствами, и заманчиво использовать это их свойство в качестве ключа к раскрытию природы активности. Такая возможность связана со способностью полупроводника обмениваться зарядом с адсорбированной частицей, принимая или отдавая ей электрон. Для наиболее простой системы можно предположить, что в поверхностной реакции между адсорбированными акцепторами и донорами электронов [c.192]

Мотт предполагал, кроме того, что возникновение устойчивого ядра возможно также в результате бимолекулярного захвата электронов проводимости, образующихся с постоянной скоростью. Томас и Томпкинс подробно рассмотрели этот механизм и отвергли его на том основании, что он требует наличия у азида бария полупроводниковых свойств, обеспечивающих электрическую проводимость в 10 раз большую наблюдаемой на опыте. Кроме того, Томас и Томпкинс отвергли предложенный Моттом механизм образования ядер на основании общих соображений. Так, представляется совершенно невероятным, чтобы полученный из раствора кристалл мог накапливать с постоянной скоростью энергию путем возбуждения электронов в полосу проводимости в течение большого периода времени, доходящего до 400 мин. [c.231]

Изучение структуры поливинилгидрохинона в хингидронной форме показывает, что этот материал должен обладать полупроводниковыми свойствами [3]. По-видимому, для этого цепи полимера должны быть ориентированы и, кроме того, возможно, функциональные группы должны иметь собственную ориентацию. В таком состоянии полимер с трудом поддается обработке, но, тем не менее, его возможные полупроводниковые свойства исследуются. [c.237]

При растворении в оксиде никеля (II) NiO (светло-зеленый) оксида лития LijO окраска кристалла изменяется (становится серо-черной). Кроме того, кристалл приобретает полупроводниковые свойства. Как можно объяснить эти факты (Учтите, что для никеля возможна степень окисления +3.) [c.107]

С помощью метода МНПВО стало возможным изучение свойств тонких и сверхтонких диэлектрических слоев, выполняющих различные функции в производстве полупроводниковых приборов и интегральных схем (маска при диффуз ии, пассивация пове зхности, прослойка в МДП-структурах и т. д.). [c.147]

Воду рассматривают и как аморфный полупроводник, поскольку она является диэлектрической средой, в которой движутся и взаимодействуют заряженные частицы Н3О+ и ОН- по аналогии с электронными полупроводниками. Полупроводниковые свойства воды особенно заметно проявляются в ее тонких слоях, взаимодействующих с сильно ориентированной подложкой, донорные свойства усиливаются в граничных слоях. Показано, что твердение цементной дисперсной системы возможно, если водо-цементное отношение В/Ц меньше некоторого критического значения а (стесненное состояние). Следовательно, граничные слои воды приобретают новые, в том числе и структурно-механические свойства (квазитвердость), если В/Ц оказывается ниже значения, при котором происходит перекрытие граничных слоев. Поэтому стесненное состояние отвечает перекрытию граничных водных слоев, адсорбированных на соседних твердых частицах, и самая ранняя прочность в определенной степени связана со структурно-механическими свойствами водных пленок на поверхности твердой фазы. [c.84]

Развитие химии полупроводникхзвых материалов позволило расширить представление о полупроводниковом состоянии вещества. Многие некристаллические твердые тела (стекла) и даже некоторые жидкости обладают ярко выраженными полупроводниковыми свойствами. К стеклообразным полупроводникам относятся, например, сплавы на основе халькогенидов мышьяка (АзгЗ , АзгЗез), стеклообразный селен и т. п. Типичными примерами жидких полупроводников служат расплавы халькогенидов германия, например СеТе. С открытием этого класса полупроводниковых веществ стало возможным более глубоко представить природу явления полупроводимости. К этим веществам неприменимо понятие о дальнем порядке, составляющее основу зонной теории. Таким образом, полу-проводимость определяется не столько наличием упорядоченной кристаллической решетки ковалентного типа, сколько преимущественно ковалентным взаимодействием атомов в пределах ближнего порядка. Полупроводимость определяется характером химического взаимодействия атомов вещества. [c.320]

По мере разрыхления структуры металлов при нагревании теоретически возможно возникновение полиморфных модификаций с низкими координационными числами 6 и 4, характерными для полупроводникового состояния. Однако такого состояния достичь практически невозможно, поскольку значительно раньше наступает плавление металла. Таким образом, полупроводниковые свойства веществ в широком смысле определяются не только их химической природой, но и внещними условиями, в которых они существуют. Тот факт, что полупроводник (и изолятор) можно перевести в металлическое состояние, свидетельствует, что полупроводимость — функция состояния вещества и лишь в определенных условиях зависит от его состава и физико-химической природы. [c.321]

Большой интерес представляют редкоземельные ферриты (гранаты), сочетающие полупроводниковые, диэлектрические и ферромагнитные свойства (микроволновые передатчики, резонаторы и т. д.). Особое внимание уделяется иттриево-железным гранатам типа ЗУзОз- бРе Оз, являющимся ценным материалом для магнитных сердечников в микроволновой и телевизионной аппаратуре [23]. Алюмо-иттрие-вые гранаты имитируют бриллианты [3]. Разнообразие магнитных свойств редкоземельных металлов и их сплавов представляет несомненный интерес с точки зрения использования их в электронике [2]. Окислы тяжелых РЗЭ применяются в запоминающих устройствах электронно-вычислительных машин [3]. Большое значение РЗЭ приобретают как полупроводниковые материалы. Принципиально возможно получить большое число соединений РЗЭ с 5е, Те, 5, 5Ь, В и др., имеющих широкий набор полупроводниковых свойств [13, 2]. [c.89]

Большинство неметаллических катализаторов обладает полупроводниковыми свойствами, поэтому заманчиво использовать это их свойство в качестве ключа к раскрытию природы активности. Такая возможность связана со способностью полупроводника обмениваться зарядом с адсорбированной частицей, принимая или отдавая электрон. Согласно существующей теории, центром хемосорбции (активным центром) является свободный электрон (или дырка ) полупроводника. Адсорбированные атомы или молекулы рассматриваются как примеси, нарушающие строго периодическую структуру решетки. В энергетическом спектре кристалла они могут быть изображены локальными уровнями, расположенными в запрещенной зоне полупроводника (см. гл. V). Разные частицы занимают различные уровни в запрещенной зоне. Если реагирующая частица занимает уровень, расположенный ближе к зоне проводимости, т. е. уровень адсорбированной частицы находится выше уровня Ферми на поверхности, то все хемосорбционные частицы являются донорами электронов. Если же уровень адсорбированной частицы ниже уровня Ферми, она является акцептором электронов. Таким образом, адсорбционная способность и каталитическая активность поверхности полупроводника определяются взаимным расположением локального уровня адсорбированрой частицы и по,ложением уровня Ферми на поверхности. Реакция называется акцепторной, если скорость 472 [c.472]

Синтез полимеров. При нагревании ди- и полинитрилов в присутствии оснований возможно образование линейных или сшитых поли-(1,3,5-триазинов). Так, из пиромеллитонитрила в хинолине при 220—230 °С синтезированы сшитые политриазины, обладающие полупроводниковыми свойствами [c.384]

Почти во всех исследованиях в области гетерогенного катализа скорость реакции определялась как скорость исчезновения одного из реагирующих веществ из газовой фазы или как скорость выделения в газовую фазу продукта реакции. Изменение свойств катализатора можно использовать для измерения скорости реакции только в одном тине гетерогенных реакций, в котором единственной реакцией является хемосорбция или десорбция атомов или молекул и в котором не обнаруживается дальнейшая реакция между хемосорбированными фрагментами. В этих случаях можно воспользоваться изменением таких поверхностных свойств, как коэффициент аккомодации [7, 12], контактный потенциал [13], эмиссия электронов [14] или поверхностная электропроводность [15]. Подобные исследования важны для развития современных представлений о катализе, так как хемосорбция представляет неотъемлемую стадию всех гетерогенно-каталитических реакций и изменения свойств поверхности можно использовать для установления того, какая хемосорбция происходит во время катализируемых реакций и, следовательно, каковы возможные механизмы последних. Так, например, Дауден [10] связал гидро- и дегидрогенизационные свойства ряда смешанных окисей с их полупроводниковыми свойствами. Эти методы рассмотрены в следующей главе. [c.158]

Хотя пока еще получено мало экспериментальных данных, подтверждающих существование простого соотношения между каталитической активностью окислов переходных металлов и числом ijf-электронов, концепция кристаллического поля как потенциального фактора в катализе на окислах, несомненно, заслуживает внимания. Она представляется особенно важной, поскольку открывает также возможность более глубокой оценки полупроводниковых свойств. Поведение -орбит при помещении катионов в симметричное окружение кристаллического окисла можно проиллюстрировать на примере работ с закисью никеля. Много лет назад здесь была обнаружена некоторая аномалия, ибо если волновые З -функции ионов Ni + перекрываются и образуют зону, то нужно ожидать проводимости у стехиометрте-ской NiO, так как незаполненные 3 -конфигурации катионов должны дать незаполненную зону. Поэтому де Бур и Фервей [84] предположили, что электропроводность нестехиометрической NiO нужно объяснять моделью локализованных уровней, согласно которой электроны перескакивают от ионов Ni к ионам Ni , причем последние обязаны своим существованием присутствию вакансий никелевых ионов, как это было постулировано Вагнером [39]. В последние годы справедливость идеи о локализованных уровнях была подтверждена Морином [85]. Он указал, что [c.346]

В настоящее время ассортимент полупроводниковых материалов очень сильно расширился в результате применения наряду с элементарными полупроводниками также и химических соединений, обладающих полупроводниковыми свойствами. Из них следует назвать в первую очередь соединения между некоторыми элементами П1 и V групп периодической системы типа ОаАз, ОаР, 1пЛ5 или РЬ5, РЬЗе, РЬТе, ЗпТе, а также более сложные, как, например, ферриты некоторых металлов, К10-Ре20з, Mg0 Fe20з. Весьма разнообразное сочетание полупроводниковых свойств разных материалов дает возможность выбрать материал с наиболее благоприятным для той или другой области применения сочетанием свойств. [c.148]