Уровень Ферми

В идеальном кристалле полупроводника (в отсутствие примесей) уровень Ферми расположен примерно посредине между зонами валентной и проводимости (уровень е,, на рис. 112, а). При наличии донорной примеси (имеющей лишние электроны) уровень Ферми по- [c.454]

В результате выхода электронов в вакуум у поверхности раздела возникает двойной слой, в котором сосредоточен поверхностный потенциал (рис. 3, б) потенциальная энергия электронов на дне потенциального ящика изменяется при этом от и до и, а уровень Ферми, от которого отсчитывается работа выхода электрона и к которому относится реальный потенциал электрона [c.25]

Известно, что отрицательные (Л"), нейтральные (Л ) и положительные центры (т]" )— дырки находятся в равновесии и доля каждой формы определяется уровнем Ферми Уровень Ферми повышается при наличии донорных примесей и понижается в присутствии акцепторных. Имеются данные, что сульфидные катализаторы, в частности WSj, представляют собой п-полупроводники, в которых есть избыточная нестехиометрическая сера — акцепторная примесь Вполне возможно, что сера может играть аналогичную роль и в других сульфидных катализаторах. [c.127]

Как вытекает из теории твердого тела, уровень Ферми ер в объеме полупроводника всегда расположен в пределах запрещенной зоны, причем для собственных полупроводников (без примесей доноров или [c.292]

Если подсчитать по этим формулам эффективную массу электрона, то она, естественно, совпадет с его гравитационной массой. Однако если уровень Ферми приближается к краю зоны, то плотность уровней уменьшается и возрастает эффективная масса. Эти величины могут быть определены из опытных данных, характеризующих одно свойство, и использованы для предсказания другого свойства. [c.508]

Поскольку составной частью прибора РФС является источник рентгеновского излучения, который ионизует образец, этим методом можно определять энергии связывания как валентных электронов, так и электронов оболочки. Обычно используют рентгеновское излучение Ка Mg и А1 с энергией соответственно 1253,6 и 1486,6 эВ. Методом РФС исследовали твердые вещества, газы, жидкости, растворы и замороженные растворы. В случае твердых веществ и замороженных растворов рассчитанные энергии связывания электронов относят к энергии уровня Ферми твердого вещества. Уровень Ферми соответствует высшему заполненному уровню электронного слоя структуры твердого вещества при О К. Уравнение сохранения энергии (16.23) преобразуется к виду [c.334]

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]

Низкий уровень Ферми делокализованных электронов графитовой решетки благоприятствует внедрению электронных доноров, металлов первой и второй группы периодической системы вследствие электростатического взаимодействия между атомами внедренных и углеродных слоев. [c.252]

Атомы примеси вносят в Энергетический спектр кристалла все свои энергетические уровни, как занятые электронами, так и свободные. Если концентрация примеси мала, расстояния между ее атомами велики, и переходы электронов между примесными атомами, таким образом, исключаются, то в энергетическом спектре появляются обособленные, локальные уровни. Если же концентрация примеси достаточно высока, т. е. атомы примеси сближены и взаимодействуют друг с другом, то примесные уровни сливаются в зоны, которые размещаются в запрещенной зоне или накладываются на ближайшие незанятые уровни в разрешенных зонах. Таким образом добавляются новые уровни и зоны. Мало того, под влиянием примеси исходные энергетические зоны кристалла изменяются, уровень Ферми смещается. Словом, образуется новый, более -сложный энергетический спектр, отвечающий новой конфигурации электронов, которая возникает в результате изменения состава вещества. Это значит, что исходное — чистое вещество и вещество, полученное добавлением к нему примесей — разные твердые химические соединения, разные твердые вещества, относящиеся друг к другу как исходное соединение и продукт его химического превращения. [c.115]

Цэ — электрохимический потенциал электронов (уровень Ферми) [c.8]

Совершенно по другому проявляется контакт твердых тел, когда между ними возникают химические связи. Это относится как к мельчайшим кристаллам примеси, включенным в матрицу, так и к крупным кристаллам, находящимся в достаточно плотном контакте, исключающем какие-либо разделяющие прослойки. Благодаря химическим связям между контактирующими телами происходит перераспределение электронов, их частные энергетические зоны и локальные уровни преобразуются в общие зоны и уровни, устанавливается единый общий уровень Ферми. В частности, валентная зона и зона проводимости приобретают новый вид и занимают новое положение по отношению к уровню Ферми. [c.116]

Соотношение токов обмена и Гр определяется положением уровня Ферми в полупроводнике и равновесным потенциалом (Е ) окислительно-восстановительной системы. При этом ток оказывается тем больше, чем более отрицательное значение имеет Е и чем ближе к зоне проводимости располагается уровень Ферми. Последний эффект достигается введением в полупроводник доноров электронов (например, введением примеси Аз в Ое). Введение в полупроводник примесей акцепторов, наоборот, приводит к росту д и уменьшению 1%. Таким образом поляризационная характеристика для реакции (I) на полупроводниковом электроде оказывается весьма сложной и зависяш,ей от многих факторов. Ограничимся поэтому рассмотрением упрощенного случая, когда Д ф 0, и При этих условиях из уравнения (57.10) получаем [c.295]

Расстояние уровня Ферми от зоны проводимости е входит в качестве слагаемого в энергию активации реакции, определяя таким образом, при прочих равных условиях, скорость реакции или каталитическую активность полупроводника по отношению к данной реакции. Уровень Ферми выступает как регулятор не только каталитической, но и адсорбционной способности поверхности полупроводника. [c.166]

Если уровень Ферми лежИт выше е . более чем на т. е. расположен в [c.245]

Энергия Ферми или уровень Ферми — это максимальная энергия при Т — О, достигаемая при таком распредбглении электронов (рис. 50, а) [c.117]

Анодный сдвиг потенциала в поверхностном слое металла и пассивность последнего могут быть обусловлены активированной адсорбцией (хемосорбцией) пассивирующих частиц, в первую очередь пассивирующих анионов, в особенности однозарядного атомного иона кислорода 0 (анион радикала ОН, образующегося из НаО или ОН при анодной поляризации). Адсорбция ионов кислорода уменьшает свободную энергикэ поверхностных ионов металла за счет вытеснения эквивалентного количества свободных поверхностных электронов металла, т. е. создает пассива-ционный барьер. Поскольку поверхностный электронный газ вырожден, вытесняются электроны, находящиеся на самых высоких электронных уровнях, и при этом снижается поверхностный уровень Ферми металла. Изменение свободной энергии поверхности при полном ее покрытии адсорбированным монослоем составляет 3,8-10 эрг на один электрон, что соответствует 2,37 эВ, или 54,6 ккал/г-экв. [c.311]

Исходя из этих положений (см. также стр. 114,127), можно понять не только роль нестехиометрической серы — акцепторной примеси, понижающей уровень Ферми, но и описанный выше эффект разведения . Очевидно, что тонкое диспергирование сульфида металла на носителе, создавая широкоразветвленную поверхность, облегчает удаление избыточной серы. [c.271]

Уровень Ферми, по определению, есть химический потенциал электронов в твердом теле. Для металлов в то же время это энергия наиболее высокого электронного уровня, занятого при Г = 0. В случае полупроводников и изоляторов (см. 6) уровень Ферми лежит внутри зоны разрыва, и равенство (VIII.46) определяет значение Е/ неодиазначно. [c.187]

Теперь мы можем понять, как действует переход на границе полупроводник — жидкость. Когда полупроводниковый электрод погружен в содержащий окислительно-восстановительную пару (редокс-пару) раствор, химические потенциалы электрода и раствора должны быть одинаковыми, если не приложена внешняя сила. Тогда зоны в полупроводнике искривляются так, чтобы привести в соответствие уровень Ферми и окислительновосстановительный потенциал (редокс-потенциал). Направление искривления зависит от конкретной системы, но для материалов л- и р-типов искривление обычно происходит в направлении, показанном на рис. 8.19, а и в. Освещение поверхности электрода может приводить к переводу электронов из валентной зоны в зону проводимости. Градиенты поля на границе раздела электрод — жидкость будут способствовать, как и в случае твердотельного полупроводникового перехода, разделению вновь образующихся электронов и дырок. В случае направленного вверх изгиба, как на рис. 8.19, а, электроны движутся в глубь полупроводника, а дырки покидают поверхность раздела и уходят в раствор для окисления редокс-пары. Если затем внешней цепью соединяются полупроводниковый электрод и лротйвоэлектрод, также погруженный в раствор, то электроны будут течь от полупроводникового к противоэлектроду (восстанавливая ионы в растворе вблизи него). Таким образом, полупроводниковый электрод становится фотоанодом (рис. 8.19,6). Вследствие электрохимического потенциала /р, возникающего благодаря вентильному фотоэффекту, потенциал Ферми и редокс-потенциал становятся разделенными барьером 11 . На рис. 8.19, г показана аналогичная энергетическая диаграмма для поглощения света материалом р-типа, из которого электроны уходят в раствор, восстанавливая редокс-пару. В этом случае полупроводниковый электрод является фотокатодом. [c.277]

Электронный газ, подчиняющийся распределению Больцмана (427), называют невырожденным. В невырожденном случае т) = (( 1 — г )1кцТ— 1, откуда р, < — кцТ, т. е. полупроводник является невырожденным, если уровень Ферми лежит ниже зоны проводимости не менее чем на к(,Т. Принимая во внимание (425) и (426) для невырожденного полупроводника, находим [c.244]

Основы и применения фотохимии (1991) -- [ c.274 ]

Введение в электрохимическую кинетику 1983 (1983) -- [ c.280 ]

Физическая химия. Т.1 (1980) -- [ c.543 ]

Физическая химия (1978) -- [ c.588 ]

Химия твердого тела Теория и приложения Ч.2 (1988) -- [ c.2 , c.65 , c.74 , c.83 , c.84 , c.96 , c.102 , c.104 ]

Инженерная химия гетерогенного катализа (1965) -- [ c.0 ]

Введение в кинетику гетерогенных каталитических реакций (1964) -- [ c.56 ]

Новые проблемы современной электрохимии (1962) -- [ c.383 ]

Новые проблемы современной электрохимии (1962) -- [ c.383 ]

Введение в физическую химию и кристаллохимию полупроводников Издание 2 (1973) -- [ c.464 , c.526 , c.528 ]

Интерметаллические соединения редкоземельных металлов (1974) -- [ c.12 , c.24 , c.41 , c.43 , c.175 ]

Структура и симметрия кристаллов (0) -- [ c.210 , c.212 ]

Инженерная химия гетерогенного катализа (1971) -- [ c.23 , c.25 , c.49 ]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология