Полупроводники протонные

При избытке нестехиометрической серы увеличивается доля положительно заряженных участков поверхности, взаимодействие которых с хемосорбированным атомарным водородом может давать, согласно положениям теории катализа на полупроводниках, протоны. [c.271]

Полупроводники. Известны два вида полупроводников — электронные и протонные полупроводники. В электронных полупроводниках истинными носителями тока являются электроны в протонных полупроводниках — протоны. Среди простых жидкостей и их растворов протонных полупроводников нет, поэтому ограничимся описанием свойств только жидких электронных полупроводников. [c.163]

В Г. к., как и в др. областях катализа, выделяют два типа р-ций окислительно-восстановительные, при к-рых роль катализатора сводится к участию в переносе неспаренных электронов, и кислотно-основные, при к-рых взаимод. катализатора с реагирующими в-вами сопровождается переходом протона или электронных пар. Окислит.-восстановит. Г. к. происходит на пов-сти металлов или полупроводников, т.е. в-в, способных передавать или принимать неспаренные электроны от реагирующих молекул. Кислотно-основные р-ции протекают на пов-сти твердых к-т или оснований, способных передавать или принимать протон от реагентов или же способных к хим. взаимод. с реагентами без разделения пары электронов. Рассмотрим возможные механизмы этих взаимодействий. [c.539]

Носитель заряда - частица, содержащая один или несколько элементарных электрических зарядов. Носителем заряда является, например, электрон, протон термин относится условно также к дырке в полупроводнике. [c.398]

Электронная проводимость и проводимость типа протонных полупроводников встречается в растворах сравнительно реже. [c.404]

Все типы излучения производят ионизацию и возбуждение в твердых телах и ведут к возникновению различных дефектов. Тяжелые частицы (нейтроны, протоны, дейтроны и а-частицы) могут выбивать атомы из их нормальных положений. Может происходить также смещение атомов в металлах, приводящее к повышению электрического сопротивления и увеличению твердости металла. В полупроводниках излучения могут существенно менять число проводящих электронов, что сказывается на значении электрического сопротивления. Действие излучений на диэлектрики приводит к появлению электронов в зоне проводимости. Электрическое поле электрона вызывает диэлектрическую поляризацию кристалла. Часть ее, обусловленная возмущением атомных электронов, практически безынерционна и мгновенно следует за движением электрона. Поляризация, связанная с ориентацией существующих или индуцированных диполей, т. е. с перемещением ядер, происходит со скоростями много меньшими, чем скорость движения электронов. Такая поляризация является ловушкой для электронов. Локальная поляризация диэлектрика удерживает электрон в локализованном состоянии, а он в свою очередь поддерживает поляризацию кристалла. [c.332]

В настоящее время большое значение имеет определение малых количеств примесей кислорода, бора, углерода, азота в чистых металлах и полупроводниковых материалах. Активационный анализ позволяет решить и эту проблему. Так, определение кислорода в металлах и полупроводниках может быть осуществлено при облучении в ядерном реакторе в присутствии металлического лития с чувствительностью до 10 г [32], при бомбардировке а-частицами с энергией 40 Мэе на циклотроне — до 10 г [33], при бомбардировке частицами Не с энергией 7,5 Мэе на циклотроне — до 10" % [34]. Бор в кремнии определяют при облучении на циклотроне протонами с энергией 20 Мэе с чувствительностью до 3-10" % [35]. Углерод и азот определяют при бомбардировке заряженными частицами с чувствительностью— 10" % [24—27]. [c.14]

По данным [599], активность катализаторов изомеризации г мс-2-бутена в траис-2-бутен (и обратно) уменьшается в следующем порядке протонные кислоты твердые апротонные катализаторы полупроводники > твердые основания. [c.184]

Первые научные исследования посвятил физике диэлектриков и полупроводников. Изучал (1926) прохождение электронов через тонкую металлическую фольгу. Исследовал (1931—1932) фотоэлементы с запирающим слоем. Начиная с 1933 занимался вопросами физики атомного ядра. Совместно с сотрудниками создал высоковольтную установку и трубку для ускорения протонов. Под его руководством был введен в действие [c.277]

В донорно-акцепторном механизме с единых позиций рассматриваются как реакции окислительно-восстановительного типа, так и кислотно-основные реакции, в которых основную роль играют бренстедовские протонные центры. Роль последних могут выполнять адсорбированные на льюисовских центрах молекулы воды. Образующимся комплексам в запрещенной зоне полупроводника соответствуют глубокие МПС. Захват дырок на такие МПС приводит к дополнительной протонизации молекул воды, которые при определенных условиях могут диссоциировать на и 0Н [2, 3]. Описанные выше эксперименты по нейтрализации протонами БПС подтверждают это. Мы наблюдали накопление протонного заряда в ДП-структуре при приложении к ней поперечного электрического поля, подтягивающего дырки к поверхности 1 и Ое. [c.56]

Прохождение тяжелых частиц (а-частицы, протоны, ядра отдачи и т. д.) через кристаллы сопровождается возникновением нарушений в кристаллической решетке, заключающ ихся в смещении атомов из их равновесных положений в узлах решетки. Это явление известно и изучено для металлов и полупроводников. Результаты подобных исследований в последнее время освещены в литературе [1,2]. [c.215]

В работе [2] показано, что восстановление протекает только в случае непосредственного соприкосновения частички УОз с поверхностью электрода. В допущении существования атомов водорода нет никакой необходимости, так как трехокись вольфрама является полупроводником /г-типа. К тому же следует добавить, что начальное высокое сопротивление может уменьшиться за счет миграции ионов водорода, так как в окисле устанавливается электростатическое поле значительной напряженности. Л. Юнг [289] допускает проникновение в окисел в местах дислокаций ионов Н+, имеющих малые размеры. П. Шмидт [273] также указывает на возможность внедрения протона в окисел. По его мнению, протоны создают донорные центры, обусловливающие проводимость окисла. А. Н. Фрумкин, 3. А. Иофа и В. С. Багоцкий [150] придерживаются точки зрения, согласно которой восстановление трехокиси вольфрама является непосредственной первичной электрохимической [c.27]

Кроме того, каталитическая активность адсорбированной органической молекулы (если молекула является катализатором) в общем случае существенно изменяется при адсорбции. К. Ингольд, рассматривая вопрос о выделении водорода на металлах, обратил внимание на роль адсорбции электрофильных ненасыщенных веществ в процессах восстановления органических соединений. Ингольд предположил, что органическая молекула может служить центром, в котором снижается работа выхода электрона, и электрон, покинув металл, проходит по сопряженным связям адсорбированной молекулы и на другом ее конце взаимодействует с протоном, находящимся в окружающей среде (растворе) [14]. Нет причин, мешающих рассматривать такую систему как своеобразный органический аналог металла или полупроводника со сложной геометрией поверхности и локализованными участками выхода электронов. Отсюда следует, что поглощение органических, особенно ненасыщенных молекул, а также молекул, содержащих я-электронные системы, могло служить источником формирования совершенно новых катализаторов. [c.47]

Несмотря на наличие сопряжения по цепи по электропроводности ароматические полиамиды не могут быть отнесены к полимерным полупроводникам, обладающим электронной проводимостью. Напротив, эти полимеры имеют такую же электропроводность, как и многие неполярные полимеры с е 2, хотя известно, что повышение диэлектрической проницаемости, как правило, сопровождается увеличением электропроводности. По-видимому, малая электропроводность ароматических полиамидов при комнатных температурах связана с ограниченной молекулярной подвижностью при значительном удалении от температуры стеклования. На температурной зависимости электропроводности наблюдается излом в области 100 °С. Принято считать, что подобный эффект связан с изменением механизма или энергетических параметров процесса переноса зарядов. Например, для большинства полимеров излом на графике температурной зависимости электропроводности наблюдается в области стеклования. Имеющиеся данные [32] указывают на существование протонной проводимости в ароматических полиамидах по крайней мере при температурах выше 80 °С. Возможно, что излом на графике температурной зависимости электропроводно- [c.195]

Детальная структура растворителя не рассматривается, а также не уточняется, каким образом происходит движение протона в воде без последовательных стадий переноса и переориентации. Аналогия с подвижностью электрона справедлива только в том случае, если происходят туннельные переходы свободных протонов. Однако подробное рассмотрение [51] такого процесса в квантовомеханическом приближении приводит к величине изотопного эффекта, отличного от У 2. Хотя имеется много общего между транспортом протонов, особенно в случае льда и льда с примесями, и электронной и дырочной проводимостью полупроводников [93, 164], эта аналогия является только качественной, так как соответствующие молекулярные процессы совершенно различны. Количественные выводы, относящиеся к изотопному эффекту, рассчитанно.му на основе классических представлений о подвижности как электронной проводимости , являются поэтому ничем не оправданными. [c.112]

На основании этих данных становится ясным, что только те вещества, которые являются донорами протонов (вода, спирты, гидрохинон, ксилол), могут подвергаться фотоокислению в присутствии -полупроводников и что анилин, обладаюш,ий основными свойствами, не подвергается фотоокислению. Хемосорбированный отрицательно заряженный кислород соединяется с протонами, полученными из субстрата, и донорный атом катализатора получает обратно свой электрон от аниона субстрата. Возможно, что механизмы, подобные приведенным выше, имеют место во всех этих случаях. [c.270]

Эта классификация показала главный путь развития теории катализа, основными проблемами которой являлись подбор катализаторов и механизм процесса. В результате был выделен тот вид каталитических процессов, который поставил в центре внимания катализаторы-полупроводники наряду с ним был охарактеризован и другой вид катализа, а именно катализ посредством кислотно-основных агентов. Такой дифференцированный подход к реакциям и катализаторам позволил создать что-то вроде двух надежных платформ, на каждой из которых оказалось возможным решать вместе, комплексно, обе названные. проблемы. При этом в ислотно-основном катализе главными агентами оказались ионы (чаще всего протоны), вызывавшие гетер олиз связей в молекуле реагента. А в окислительно-восстановительном катализе агентами явились электролы или электронные дырки катализатора-полупроводника, вызывавшие гомолиз связей. [c.241]

Жидкости с проводимостью по типу протонных полупроводников. По тем же причинам, что и для предыдущей группы жидкостей, протонные полупроводники не могут рассматриваться как проводники в системах электролит — растворитель . [c.133]

Все сказанное выше относится к кислотным катализаторам. Труднее представить механизм образования карбониевых ионов на катализаторах без кислых носителей. Здесь можно обратиться к электронным представлениям в катализе , согласно которым вслёдствие дефектов решетки полупроводника и наличия примесей могут образовываться узлы решетки с избытком электронов или с их недостатком ( дырки ). При наличии таких дырок нетрудно представить себе, что хемосорбированный радикал с одноэлектронной связью с поверхностью катализатора или хемосорбированный водород при взаимодействии с дыркой передадут ей электрон и превратятся соответственно в карбониевый ион или протон [c.127]

В данном курсе строение ядер атомов п ядерные реакции не рассматриваются. Одмако необходимо отметить, что число зарядов ядра обусловлено числом протонов в ядре. Протон — это ядро легкого изотопа водорода, положительный заряд которого численно совпадает с зарядом электрона, а масса его 1,00728 у. е.. т. е. в 1837 раз больше массы электрона. В ядрах других атомов, в том числе в ядрах изотопов водорода (дейтерия и трития), есть еще нейтроны — частицы с нулевым зарядом и массой 1,00867 у. е. Изотопы — это атомы одного и того же химического элемента, имеющие одно и то же число протонов в ядре, но различное число нейтронов, вследствие чего массы изотопов различны, а заряды их ядер одинаковы. Отсюда под химическим элементом понимают совокупность атомов с одинаковым зарядом ядра и с одинаковым числом электронов, окружающих ядро. Почти все элементы являются плеядами изотопов. Получено много изотопов легких элементов, обладающих радиоактивными свойствами. Такие изотопы ( С, Со, и др.), меченые атомы , играют больщую роль в исследованиях диффузии в металлах и полупроводниках, в выявлении дефектов строения их, в изучении химических реакций и процессов, происходящих в живом организме, и т. д. [c.68]

Катализ на твердых кислотах и основаниях. Для катализаторов кислотно-основного типа специфика твердого тела не выражена так резко, как для полупроводников и металлов. Активные центры кислотных кат. представляют подвижные протоны И (центры Бренстеда) или атомы, способные присоединять пару электронов (центры Льюиса), напр, атом А1 на пов-сти AljOj. Соотв. основными центрами являются акцепторы протона или доноры электронной пары, напр, атомы кислорода на пов-сти СаО, MgO и т.п. Кислотными бренстедовскими центрами простых оксидов металлов являются поверхностные гидроксильные группы, остающиеся после частичной дегидратации пов-сти при нагр., или молекулы Н О, координационно связанные с пов-стью. Для металла М, находящегося в начале каждого периода, гидроксильные группы имеют основные св-ва [...ОМ] [ОН] для находящегося в конце периода-кис-лотные [...ОМО] Н . Льюисовскими кислотными центрами служат координационно-ненасыщенные ионы, напр. A10J на AljOj. Эти центры способны взаимод. с реагирующей молекулой-донором пары электронов. Кислотными катализаторами являются оксиды металлов с большим отношением заряда иона к его радиусу - окси ды Мо, Zn, Са, РЬ и др. Их активность связана с положением металла в периодич. системе и возрастает в периодах при переходе к V-VII группам, а в группах-при переходе к [c.540]

Для разработки теории подбора катализаторов существенно, однако, нахождение таких свойств, которые непосредственно определяют каталитическую активность. Для неметаллических твердых тел, которые будут рассмотрены в настоящей работе, электронная теория катализа на полупроводниках [1, 2] предлагает в качестве такого свойства положепие уровня Ферми на поверхности кристалла, которое можно определить, измеряя работу выхода электрона, величину и знак э.тектропроводности. Отсюда должна вытекать корреляция каталитической активности с электропроводностью и работой выхода электрона. Мультинлетная теория катализа [3] связывает каталитическую активность, в частности, с параметром решетки теория кристаллического поля [4] — с числом ( -электронов в катионе теория кислотно-основного катализа [5—7] с протоно-донорными и протоно-акцепторпыми свойствами поверхности. [c.76]

На основании классификации каталитических процессов (стр. 6) дегидратация является кислотным процессом и ускоряется твердыми и жидкими протонными и анротонными кислотами, дегидрирование — электронный процесс (в обобщенном смысле этого слова) и должно ускоряться проводниками (металлами) и полупроводниками. [c.100]

Известно, что количество и природа примесей в решетке полупроводника оказывает сильное влияние на его электрические свойства. Так, например, замещение некоторого числа катионов в узлах решетки полупроводника р-типа катионами с меньшим зарядом увеличивает электропроводность кристаллов, но затрудняет диффузию протонных дефектов. Для полупроводников га-тнпа имеет место обратное соотношение. По-видимому, с этими явлениями связано действие, оказываемое добавками соединений лития на характеристики щелочных аккумуляторов. Хотя при современном состоянии теории полупроводников нельзя в полной мере объяснить и предсказать характер влияния примесей на работу окисноникелевого электрода, но дальнейшее накопление экспериментальных данных и их обобщение несомненно представляют большой интерес. [c.83]

Согласно Рогинскому [509], разложение перекиси водорода протекает одновременно на двух типах участков полупроводника акцепторных и донорных. На первых молекула HjOg взаимодействует с дыркой, образуя кислород и протоны [c.160]

На металлах и на их полупроводниковых окислах, а также на многих бескислородных полупроводниках Ge, Ga, As и др. обе реакции протекают преимущественно по первому направлению. На веществах, обладающих свойствами протонных — бренстедтовских или беспротонных — льюисовских кислот (окись алюминия, фтористый алюминий, алюмосиликаты) преобладает второе направление. Для муравьиной кислоты других возможностей нет Этанол способен и к другим реакциям, нацример к дегидратации в простой эфир (СаН5)20 или к образованию дивинила по реакции Лебедева [c.28]

Представления, высказанные в работе [28] о том, что центром полимеризации является углеводородный ион, адсорбированный на поверхности и возникший в результате потери электрона молекулой изобутилена, не могут быть приняты без дополнительных допуш,ений. Наши данные с учетом результатов, полученных в работах но исследованию взаимодействия атомов и радикалов с полупроводниками и влияния хемосорбции этих частиц на электропроводность адсорбента, приводят нас к выводу о том, что инициирование реакции нолимеризации в присутствии полупроводниковых окислов происходит на их поверхности в результате электронного перехода. При этом в случае карбониевой нолимеризации, например изобутилена на окиси цинка, электрон переходит от хемосорбированных атомов водорода к добавке. Возникший при этом протон взаимодействует с молекулой изобутилена, образуя карбониевый ион (СЩзС" , являюш,ийся начальным центром полимеризации. [c.64]

В настоящее время в этой области проведено удивительно мало экспериментальных работ (см., однако, [106]). Но тем не менее затрачено много усилий с целью найти корреляцию между каталитической активностью полупроводниковых окисных катализаторов и такими объемными электрическими свойствами, как сопротивление, эффект Холла и термоэлектродвижущая сила. Так, изучалось влияние примесных добавок, которые, как известно, действуют на концентрации электронов и положительных дырок в зоне проводимости. Как ни ценны такие эксперименты, следует иметь в виду, что каталитическая активность — это поверхностное явление, и даже если электронный механизм включает концентрацию носителей в полупроводниковом катализаторе, то существенной оказывается только концентрация носителей в поверхностных слоях. Эти копцентрацип в свою очередь онределяются в рамках зонной структуры катализатора положением уровня Ферми на поверхности. Полную информацию об этом положении можно получить, только если измерить работу выхода или провести такие измерения, которые позволят отделить поверхностную проводимость от объемной. Действительно, при довольно высокой концентрации поверхностных состояний свойства поверхности полупроводника могут стать совершенно не зависящими от объемных свойств (например, примесного уровня и проводилюсти). Таким же образом выводы теории граничного слоя необходимо проверить, измерив работу выхода и поверхностный потенциал. Возможно даже, что приемлемой окажется информация, касающаяся присутствия протона и ионов карбония в катализаторах, близких по свохютвам к диэлектрикам. [c.169]

Эксперименты с микроэлектролизом [199, 207, 208], в которых использовались контактные электроды из льда с примесями ( санд-вичевая техника), показывают, что электропроводность является чисто ионной и обусловлена процессами переноса протона. Электронная проводимость (того типа, что в полупроводниках) здесь отсутствует [209]. [c.146]

Металлы и полупроводники (окислы и сульфиды металлов) катализируют в основном окислительно-восстановительные реакции (металлы — реакции гидрирования и дегидрирования, гидрогенолиз при нормальном давлении, полупроводники — реакции окисления при участии кислорода и гидрирование при повышенном давлении). Диэлектрики (твердые кислоты, основания и соли) катализируют реакции, сопровождаюшиеся обменом протонов — реакции гидратации, дегидратации, конденсации, полимеризации, изомеризации, крекинга. [c.128]

Исследования, направленные на определение характера и энергии связи молекул реагента с катализатором, были начаты главным образом в 50-х годах. Наибольшее развитие они получили применительно к жидкофазным гетерогенным реакциям гидрирования благодаря применению электрохимических методов [12] и к реакциям дегидратации спиртов на окиси алюминия и алюмосиликатах [149]. К настоящему времени эти исследования широко развиты в Институте органической химии АН СССР (главным образом работы А. А. Толстопятовой), в МГУ (А. В. Киселев [154, К. В. Топчиева [155] и др.), в Университете Дружбы народов им. Патриса Лумумбы (В. М. Гряз-нов [156]), в лаборатории С. 3. Рогинского [157], в Институте физической химии им. Л. В. Писаржевского [158—161] и др. К этим исследованиям, по существу, относятся и кинетические работы М. И. Темкина, Г. М. Панченкова, В. А. Ройтера, С. Л. Кипермана и др. [13, 162—167], которые также раскрывают характер и энергию связей в промежуточных поверхностных соединениях. В результате было установлено, что в каталитических реакциях кислотно-основного характера связь молекул реагентов с катализатором осуществляется преимущественно в результате взаимодействия протоно-донорных (главным образом гидроксильных) групп с протоно-акцепторными группами или атомами, а именно с я-системами непредельных соединений, с кислородными атомами спиртов и т. п. Есть основания полагать, что я- )лектроны принимают участие в адсорбции на металлах и полупроводниках. По многим данным [5, 154, 156], связь реагентов с катализаторами может быть как слабой, так и сильной в последнем случае происходит полный гомолиз или гетеролиз связей и радикализация исходных молекул. Получено много данных, свидетельствующих об участии в хемосорбционных связях как электронов катали-затора-нолупроводника, так и электронов молекул [168—172]. [c.104]

В 60-е годы М. И. 1Пахнаронов при помощи развитых им ранее методов начал изучение строения жидких систем с межмолекуляр-ными водородными связями (вода, спирты, кислоты и т. п.) и межмолекулярных процессов, протекающих в них. Согласно М. И. Шах-паронову, вещества с молекулярными водородными связями могут быть протонными полупроводниками и протонными диэлектриками. Введено представление о протонных экситонах — особых возбужден-НГ.1Х состояниях протона в конденсированной фазе. Показано, что [c.189]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология