Поверхностные состояния релаксация

С другой стороны, проблема сохранения сильной колебательной неравновесности в течениях около поверхностей оказалась тесно связанной с динамикой процессов поверхностной колебательной релаксации. В работе [34] впервые было показано, что скорость затухания колебательного движения различных видов колебаний (мод) линейных молекул тела (СОг, Ог и т. д.) зависит от их ориентации и времени пребывания в адсорбированном состоянии. Так, например, оси молекул СОг большую часть времени параллельны адсорбирующей поверхности, при этом одно из колебаний дефор- [c.119]

Примером может служить метод кривых заряжения, снимаемых в условиях заданного тока. Время заряжения варьируется от нескольких микросекунд до нескольких часов. Э первом случае наблюдается релаксация пространственного заряда, а также заряда, связанного только с быстрыми поверхностными состояниями, во втором —, и с медленным состояниями. [c.12]

Если поверхностные состояния обладают большим временем релаксации (как это, по-видимому, имеет место при высокой плотности таких состояний на германии [42], например —1 сек), то измерения емкости при высоких частотах будут приводить к результатам, сильно отличающимся от тех, которые получаются при низких частотах. Переменноточный сигнал должен обладать малой амплитудой (5 мв или меньше), так как емкость пространственного заряда изменяется весьма нелинейно в зависимости от приложенного потенциала. В идеальном случае, когда временные постоянные поверхностных состояний будут совсем превышать частоту переменноточного сигнала, измеряемая емкость будет очень сильно зависеть от области пространственного заряда, поскольку поверхностные состояния не могут реагировать теперь на переменноточный сигнал. В этих условиях емкость электрода будет определяться первым членом правой части уравнения (102). Зная емкость области пространственного заряда, измеренной при вышеуказанных условиях, можно найти значение (% — а из зависимости емкости от частоты можно определить время релаксации поверхностных состояний. При определении заряда и распределения потенциала между фазами полупроводник—-электролит центральное место занимает нахождение (ср — ср ). [c.412]

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]

Как показывают расчеты, исследование зависимости релаксации эффекта поля от приложенного поля и температуры позволяет определить концентрацию и энергию поверхностных состояний и эффективное сечение захвата для основных носителей. [c.128]

Таким образом, если число дырок в слое пространственного заряда выше равновесного, возвращение к равновесию происходит, как правило, значительно быстрее, чем если число дырок меньше равновесного. При включении и выключении одного и того же поля достаточно большой напряженности должно наблюдаться различие времен релаксации поверхностных состояний. [c.133]

Если при сильном обеднении поверхности выполняются равенства (8) и (8а), а при не очень сильном обеднении равенства (9), (9а) и (96), то из отношения времен релаксации легко определяется концентрация дырок в поверхностных состояниях pt [c.133]

Получены формулы, описывающие кинетику эффекта поля при больших изменениях потенциала поверхности в случае, когда явления определяются только основными носителями тока. Показано, что при большом заполнении поверхностных состояний основными носителями возможна линейная зависимость проводимости от времени при обеднении слоя пространственного заряда время релаксации нри этом пропорционально индуцированному заряду. [c.135]

Представляет интерес выяснение природы этих процессов. В работах [5, 6] была исследована релаксация проводимости после импульсного изменения внешнего поля. Результаты можно было объяснить, предполагая, что основную роль в кинетике этих процессов играет взаимодействие поверхностных состояний только с основными носителями. Моррисон на основании своих опытов [7] считал существенной генерацию неосновных носителей с поверхностных состояний. [c.138]

Наблюдавшиеся явления зависимость времени релаксации от амплитуды поля, различие эффекта при разных полярностях поля, уменьшение времени релаксации при подсветке — можно объяснить, предполагая, что основную роль играют основные носители — дырки. В таком случае теория Моррисона [7], предсказывающая зависимость времени релаксации от амплитуды поля, не может быть применена, так как основной причиной, вызывающей отклонение от экспоненциальной релаксации с одной постоянной времени, в этой теории является выброс неосновных носителей с поверхностных состояний. [c.145]

Помимо явлений электрофоретического запаздывания и электрической релаксации на скорость электрофореза может влиять и агрегатное состояние дисперсной фазы. Так, скорость электрофоретического переноса жидких частиц при всех прочих одинаковых условиях электрофореза равна подвижности твердых частиц лишь в частном случае, когда в результате адсорбции поверхностно-активных веществ поверхность капли становится неподвижной, что делает жидкую частицу похожей на твердую. В общем же случае жидкие частицы, обладающие достаточно высокой проводимостью, движутся при электрофорезе значительно быстрее, чем твердые. Это объясняется следующими причинами. Во-первых, трение о поверхность жидкой частицы всегда меньше, чем трение о поверхность твердого шарика таких же размеров, так как капли жидкости могут деформироваться при движении среды. Во-вторых, двойной электрический слой [c.206]

Для малых систем (число узлов 10 — 10 ) система ур-ний относительно ф-ции Р(д,х) м. б. решена численно методом Монте-Карло. Этап релаксации системы к равновесному состоянию позволяет рассмотреть разл. переходные процессы при исследовании кинетики фазовых превращений, роста кристаллов, кинетики поверхностных р-ций и т.д. и определить их динамич. характеристики, в т.ч. и коэф. переноса. [c.420]

Анизотропия механических свойств. Вязкость и межфазное натяжение в эмульсиях определяют форму частиц диспергированной жидкости. Если вязкость среды очень велика, влияние поверхностного натяжения на форму частиц несущественно, ибо система практически не может перейти в равновесное состояние. При смешении полимеров в расплаве (в особенности термопластов) вязкость достаточно низка и за время охлаждения может произойти релаксация формы частицы диспергированного полимера и приближение формы к сферической при значительной величине межфазного натяжения. [c.41]

Аналогом кластерной модели в случае исследования поверхностей твердых тел, в известном смысле, является модель кристаллической пластины, в которой рассматривается не полубесконечная решетка, а лишь несколько атомных слоев. Недавно такая модель с успехом была применена для изз ения плотности состояний в валентной зоне вблизи (111) поверхностей кремния и германия [13]. В этой работе методом сильной связи была рассчитана зонная структура пластины, содержащей 20 атомных слоев, причем учитывалась поверхностная релаксация атомов. Рассчитанная приповерхностная плотность состояний в кремнии и экспериментальный спектр приведены на рис. III.5. [c.58]

Создание напряженного состояния металла при испытаниях экспериментальных образцов на лабораторных установках связано с определенными трудностями. Необходимо учитывать релаксацию напряжений, которая заметно проявляется в поверхностном слое образца в начальный период кавитационного воздействия. Для испытания образцов под напряжением необходимо постоянное влияние нагрузки на поле напряжений. При падении напряжения от кавитационного воздействия начальное напряжение должно непрерывно восстанавливаться постоянным нагружением образца. [c.76]

Из измерений зависимости времен релаксации от температуры методом спин-эхо получена информация о подвижности адсорбированных молекул на поверхности, фазовом составе вещества в адсорбированном состоянии, процессах обмена протонами между поверхностными гидроксильными группами и адсорбированными молекулами и о величинах энергии активации. [c.24]

Расчеты электронных состояний различных граней чистой поверхности a-AlzOj выполнены в [103, 111—125]. В работах [111—114] использованы модели парных потенциалов и рассмотрены в основном структурные состояния поверхностных слоев (релаксация и реконструкция). Более точные первопринципные расчеты [17—125] позволяют получать обширную информацию о полных и локальных плотностях состояний во внешних слоях кристаллов, оценивать энергии структурных перестроек поверхности, подробно изучить природу межатомных химических связей вблизи поверхности. [c.138]

Одним из основных эффектов, связанных с поверхностными состояниями корунда, является значительная межслоевая релаксация. Например, степень сжатия между внешним слоем атомов Л1 и слоем подповерхностных кислородных атомов для (0001)-грани, согласно расчетам [119—124], достигает 48—86 %, что подтверждается последними экспериментами [126,127]. Основным механизмом эффекта является резкое уменьшение маделунговского потенциала и возрастание ковалентной составляющей связи для атомов внешних слоев. Перераспределение электронных состояний обусловливает при этом возникновение набора поверхностных состояний, которые локализованы в области ЗЩ энергетического спектра [125], [c.138]

Поверхностные состояния играют важную роль в физике полупроводников. Предположение о наличии на поверхности полупроводника большой концентрации поверхностных состояний позволило Бардину [2] объяснить чрезвычайно интересный опытный факт независимости работы выхода полупроводника от положения уровня Ферми в его объеме. В случае германия или кремния именно эти состояния (расположенные, по-видимому, на поверхности окисной пленки) ответетвенны за явления медленной релаксации, наблюдаемые в опытах по эффекту поля [3 по измерению проводимости канала а п-р-п (или р-п-р) переходе [4] и в опытах по поверхностному фотоэффекту. [c.146]

Заранее сформированные на поверхности ПВ ионов рА ускоряют катодное осаждение Лу и Си, а ПВ ионов А только осаждение Си. Каталитическое действие ПВ ионов Си по отношению к и А и ПВ ионов Ад по отношению к отсутствует. При осахдении ионов на "чистый" электрод типичные зависимости токов от времени при постоянных потенциалах имеют вид, аналогичный представленным на рио,1. При малых отклонениях от стационарного потенциала ток сохраняет постоянное значение в течение длительного времени вплоть до образования видимого осадка на поверхности (кр.1). При более катодных потенциалах реализуются зависимости типа кр.2. В работе / 2 / аналогичные зависимости связывались с образованием и ростом новой фазы. Однако воспроизводимость кривых типа 2 после отключения поляризации и релаксации потенциала к исходному значению и отсутствие роста тока при малых отклонениях от стационарного потенциала (кр.1 ) указывают на более сложную природу этих эффектов. Возможно, в основе процесса пассивации электрода при выключении поляризации лзкат процессы перезарядки поверхностных состояний и агломерации металлических центров. [c.121]

Существенно, что при достаточно быстром заряжении электрода, когда в значительной степени исключается релаксация медленных поверхностных состояний, можно достичь весьма высоких значений поверхностного потенциала. Соответствующая величина емкости области пространственного заряда оказывается сравнимой с емкостью слоя Гельмгольца или даже превосходит ее при этом достигаются благоприятные условия для измерения гельмгольцевой емкости полупроводникового электрода. (Этим путем была измерена гельмгольдева емкость на германиевом электроде [9]), [c.7]

Исследование кинетики эффекта поля в германии, как показал ряд работ [1—4], может дать сведения об энергетическом положении поверхностных состояний и эффективных сечениях захвата для электронов и дырок. Вычисления зависимости эффекта поля от частоты и времени релаксации переходных процессов как в случае носителей тока одного знака, так и в случае носителей тока двух знаков производились в приближении слабого нарушения равновесия [5—7], т. е. предполагалось, что изменение потенциала поверхности внешним электрическим полем много меньше kTlq. [c.127]

Релаксация эффекта поля в сильно обедняемом слое, когда изменение потенциала поверхности велико, но существенен только выброс основных носителей с поверхностных состояний, была рассмотрена Руппрехтом [8]. Время релаксации в этом случае не зависит от концентрации поверхностных состояний и искривления энергетических зон у поверхности. Руппрехт экспериментально исследовал кинетику эффекта поля в кремнии и вычислил, исходя из своего анализа, эффективные сечения и уровни энергии двух поверхностных центров захвата. [c.127]

Опыты по кинетике эффекта поля в кремнии, описанные в работе [15], согласуются с предсказаниями теории. В этой работе, как и в работах [4, 9,10], наблюдалось сильное различие времен релаксации при выключении поля разной полярности. Включе-, ние и выключение поля также определялись существенно различными временами (см. неравенство [13]). На основании предложенной модели также можно объяснить тот экспериментальный факт, что время релаксации линейно зависит от индуцированного заряда. Однако если т — ДГр , закон изменения ДГр (I) должен быть близок к линейному (9), в опытах же [15] замечалось лишь небольшое отклонение от экспоненты. Выяснение причин такого противоречия требует постановки дополнительных опытов. Заметим, что нестрогое выполнение условий теории может вызвать закон изменения избыточного заряда, близкий к экспоненциальному, а измеряемое эффективное время релаксации будет зависеть от начального значения ДГр (0). Закон спадания эффекта поля, близкий к линейному, наблюдали Моррисон [9] и Литовченко [4]. Условия их опытов были такие, что можно предполагать выполнение условий теории (действие носителей одного знака). Объяснение Моррисона [9], модель которого учитывает выброс неосновных носителей с поверхностных состояний, представляется менее вероятным. [c.134]

Равенство (8а) соответствует формулам, которыми пользуется Руппрехт [8] для объяснения своих результатов. Условие применения этих формул (8) при большой концентрации поверхностных состояний, которая была в опытах [8], могло не выполняться. Поэтому при интерпретации эспериментальных данных о температурной зависимости времени релаксации эффекта поля следует дополнительно оценивать соотношение между избыточным индуцированным зарядом и числом основных носителей на ловушках. [c.135]

В статье [19] одного из авторов проведен расчет, в основу которого положена модель явлений, вытекающая из описанных опытов. Согласно расчету, должна существовать область линейной зависимости времени релаксации эффекта поля от индуцированного заряда. Условие существования такой области —большая концентрация поверхностных состояний. В кремнии, протравленном в смеси азотной и плавиковой кислот и находящемся в атмосфере кислорода, по оценкам разных авторов [1, 3, 5] концентрация поверхностных состояний действительно велика порядка 10 —10 см . Такая оценка согласуется с результатами напшх экспериментов. [c.146]

Структурной единицей в такой системе является кинетический сегмент полимерной цепи. В результате теплового движения в концентрированном растворе сольватированные макромолекулы ассоциируются в лабильные флуктуационные образования (пачки, пучки макромолекул), время жизни которых невелико они постоянно возникают и постоянно разрушаются в результате теплового движения, но благодаря большим молекулярным массам имеют конечные времена жизни (10 - с). Такие пачки сольватированных макромолекул включают в себя статистически организованные участки взаимоупорядоченных сегментов полимерных цепей (домены), аналогично тому, как это имеет место в твердом состоянии полимеров. Между собой эти пачки контактируют как в результате включения проходных цепей, так и за счет поверхностных контактов. При плавном приложении к концентрированному раствору или расплаву полимера сдвигового усилия происходит частичное разрущение наиболее слабых межструктурных связей. Однако время, необходимое для восстановления частично разрушенной структуры (время релаксации), оказывается соизмеримым со временем деформирования системы, и это предопределяет проявление процесса деформации как течения высоковязкой жидкости гю (см. рис. 4.2). При больших напряжениях сдвига т происходят разукрупнение флуктуационных элементов структуры (ассоциатов, пачек сольватированных молекул), частичный распад их, а также ориентация структурных элементов в потоке. Это проявляется в возникновении на реограмме переходной зоны AZB (см. рис. 4.2), обусловленной снижением Лэф при возрастании т. При достаточно больших х происходят разрушение всех лабильных надмолекулярных образований в растворе или расплаве, а также максимальное распрямление и ориентация полимерных цепей в сдвиговом поле. Среднестатистические размеры кине- [c.173]

На рис. 29 приведены кинетические кривые растворения в уксуснокислом электролите для порошка, молотого в течение 0,5 ч, и порошка, затем отожженного. Полученные кривые по характеру соответствуют кривой, приведенной на рис. 3, причем квазистационарное состояние достигалось примерно через 6—7 мин, что в принципе может быть обусловлено как полным растворением деформированных поверхностных объемов высокодисперсного тела, так и релаксацией остаточных мнкронапряжений вследствие хемомеханического эффекта (см. п. 7). Действительно, релаксация остаточных мнкронапряжений на монокристалле кальцита вследствие хемомеханического эффекта, как это наблюдалось нами, происходит в течение 1—3 мин (концентрация уксусной кислоты была более высокой). [c.94]

Подтверждением указанной природы снижения микротвердости явились данные рентгеноструктурного анализа микроискажений кристаллической решетки поверхности, полученные методом рентгеновской дифракции на установке ДРОН-1. Относительная микродеформация решетки в исходном состоянии составила 1,22-10 после обработки щетками в режиме резания без ХАС 1,75-lO j после механохимической обработки 1,24-10 т.е. релаксация напряжений в тонком поверхностном слое вследствие хемомеханического эффекта привела к почти полному возрату физико-механических свойств. [c.255]

Исследуемые жидкости в одинаковых объемах заливались в кювету с кварцевым окном. Скан исходного состояния представлен на рис.2 (кривая 1). На экспериментальной кривой ясно различимы три области I - рассеяние воды, затем пик рассеяания (В) границей вода-масло, рассеяние масло (II) и пик (А) - граница масло-воздух. Область III определяет рассеяние воздуха. Сразу же после перемешивания с частотой 3 Гц в течение 3 минут наблюдался резкий рост уровня рассеяния. В процессе релаксации вместе с обптим спадом сигнала наблюдалось расщепление пиков. Отметим, что сканирование проводилось на разных длинах волн и регистрируемая структура скана не изменялась, что исключало дифракционное происхож-дение наблюдаемой картины. Кривая (2) на рис. 1 показывает скан рассеяния после стабилизации процесса релаксации. Переходная фаза - пики (С-В ), слой микроэмульсии пики (В -В) и переходная фаза - пики (В-С ). Наличие провала между пиками В и В указывает на образование слоя С в переходной области с однородными оптическими свойствами (т. е. показатель преломления является постоянной величиной). Рост сигнала рассеяния свидетельствует о существенном спаде величины поверхностного натяжения границы раздела. Таким образом, на кривой (2) зафиксирована стабилизация микрогетерофазного состояния. [c.10]

Особое состояние свежеобразованных поверхностей выражается не только в повышенной энергии, но и в повышенной химической активности. Релаксация к равновесному состоянию происходит обычно за время порядка десятка минут как за счет эмиссии электронов, так и за счет поверхностной электропроводности. В случаях, когда новые поверхности возникают в результате нарушения истинного адгезионного контакта двух твердых тел, каждая из них оказывается целиком покрытой зарядами одного знака. В этом случае послеэмиссия электронов спадает значительно медленнее, за часы, в особенности при низкой поверхностной проводимости. [c.9]

Подробное исследова[ние структуры Оже-пиков для исходного сплава. позволило сделать заключение, что обнаруженный Избыток цинка находится в окисленном состоянии. В течение нескольких десятков секуйд ионного травления оксид цинКа удаляется с поверхности и в последующем уже не обнаруживается. Очевидно, аналогичным образом происходит накопление оксида цинка и на поверхности аноднорас-творяющегося образца в промежутке времени между растворением-и Оже-исследованием. В этот период подвод атомов цинка может осуществляться путем их диффузии из объема сплава к поверхности, т. е. вследствие релаксации обогащенной воны. Релаксация, по-видимому, происходит за сравнительно короткое время, так как после прекращения поляризации концентрация вакансий в поверхностных областях сплава уменьщается до равновесной величины, приводя к замедлению диффузионных процессов. Действительно, концентрационные профили компонентов, полученные через 48 и через 340 часов после анодного растворения, практически совпадают. [c.108]

Свойства обычно подразделяют на две группы. В одну группу относят такие свойства, изучение которых не связано с нарушением термодинамического равновесия плотность, теплоемкость, сжимаемость, диэлектрическая проницаемость, показатель преломления, интенсивность и степень деполяризации молекулярного расссяния света, коэффициент объемного расширения, давление пара, растворимость, поверхностное натяжение, осмотическое давление и т. д. На эти свойства и будет обращено здесь главное внимание. В другую группу входят свойства, изучение которых связано с нарушением термодинамического равновесия внзкость, теплопроводность, электропроводность, диффузия, температурный коэффициент электропроводности, время релаксации, скорость кристаллизации, скорость химических реакций и т. д. Хотя вторая группа не менее важна, чем первая, мы почти полностью исключаем ее из рассмотрения, так как круг вопросов, излагаемых в этой книге, ограничивается методами и проблемами, связанными с состоянием термодинамического равновесия. [c.192]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология