Полупроводники потенциал у границы с электролитом

Рис. 4. Распределение потенциала на границе полупроводник—электролит.

ЭЛЕКТРОХИМИЯ ПОЛУПРОВОДНИКОВ, изучает строение границы раздела полупроводник электролит и ( жз.-хнм. процессы на этой границе. Особенности этих процессов обусловлены наличием двух видов подвижных носителей заряда — электронов зоны проводимости и положительно заряж. дырок валентной зоны. Электроны и дырки участвуют в электродных процессах независимо друг от друга. Объемная конц. носителей заряда в полупроводниках мала по сравнению с металлами (менее 10 см ), поэтому полупроводниковая обкладка двойного электрич. слоя диффузна, значит, часть межфазного скачка потенциала локализована в полупроводнике. Токи обмена в электродных процессах малы, электродные р-ции обычно необратимы в р-циях возможно участие связанных состояний электронов н дырок (экситонов). Для электрохим. кинетики существенны диффуз. ограничения, связанные с доставкой электронов или дырок к границе раздела электрод электро-лит. Для полупроводниковых электродов характерна высокая фоточувствительность, причем поглощенный свет ускоряет преим. анодную р-цию на электронном полупроводнике и катодную — на дырочном. Генерация неравновесных электронов и дырок, возможная при электрохим. р-циях, может привести к хемилюминесценции. [c.706]

Таким образом, в указанных условиях при фотоэлектронной эмиссии на межфазной границе полупроводник—электролит, в отличие от фотоэмиссии на границе металл — электролит, приложение к системе разности потенциалов ф не меняет радикальным образом закономерностей процесса Основные физические причины различия состоят в следующем. Во-первых, под действием приложенной разности потенциалов происходит изменение уровня Ферми относительно среды, в которую происходит эмиссия, что при фотоэмиссии из металлов является определяющим фактором. При фотоэмиссии из полупроводников определяющим является не положение уровня Ферми, а положение границ валентной зоны и зоны проводимости. Поэтому, несмотря на то, что при приложении потенциала ф положение уровня Ферми полупроводника смещается, значения пороговых частот oq и не меняются. Во-вторых, на границе металл—электролит падение потенциала сосредоточено в ионной обкладке двойного электрического слоя, размеры которой порядка атомных, в то время как на границе полупроводник — электролит оно происходит на расстояниях порядка существенно превышающих атомные размеры. Соответственно область падения потенциала в случае границы полупроводник — электролит всегда существенно превышает длину волны де Бройля электронов. [c.148]

Рис. 12.22. Распределение потенциала в межфазном слое на границе полупроводник/электролит (а) и искривление энергетических уровней верхнего края валентной зоны и нижнего края зоны проводимости полупроводника при на 1чии поверхностных состояний (б>

Распределение потенциала у границы раздела полупроводник — электролит [c.406]

Для изучения строения границы раздела германий— электролит Ю. В. Плесков и В. А. Тягай использовали методы измерения скорости поверхностей рекомбинации и фотопотенциала (мгновенного изменения потенциала при импульсном освещении). Скорость поверхностной рекомбинации 5 принимает максимальное значение при равенстве концентраций дырок и электронов на поверхности полупроводника. Это соответствует случаю, когда поверхностный потенциал [c.21]

Двойной электрический слой на границе раздела полупроводник/ /электролит в простейшем случае образован пространственным зарядом в полупроводнике и ионами в растворе. В концентрированных растворах ионная обкладка этого конденсатора целиком состоит из ионов, электростатически адсорбированных на электроде и находящихся в так называемой внешней плоскости Гельмгольца (рис. 10, а), отстоящей от поверхности электрода на расстояние L , равное радиусу сольватиро-ванного иона вместе с зарядами на поверхности электрода ионная обкладка составляет плотную часть двойного слоя, или слой Гельмгольца. В слое Гельмгольца сосредоточен скачок потенциала Фд (рис. 10,6). [c.29]

Метод осно ван на изменении оптических свойств твердого тела под действием сильного локального электрического поля, в случае границы полупроводник/электролит — поля ъ области пространственного заряда. Измеряется интенсивность света, отраженного от поверхности электрода, как функция различных параметров, характеризующих как падающий свет (длина волны, поляризация), так и состояние поверхности электрода (потенциал). Для повышения чувствительности потенциал электрода модулируется переменным током, и сигнал с фотоумножителя, на который падает свет из ячейки, усиливается узкополосным усилителем на частоте модуляции. На германиевом электроде этот метод был применен для измерения поверхностного потенциала Гобрехтом с сотр. [26, 27] и [c.10]

Электрохимические и каталитические свойства окисноцин-кового анода изучали на электроде, полученном прессованием порошка оксида цинка, легированного галлием. Являясь полупроводником /г-типа с довольно широкой запрещенной зоной, оксид цинка при анодной поляризации запирает протекание тока, вследствие чего потенциал электрода резко смещается в анодную сторону (рис. 1.6). Значительный потенциальный барьер, связанный с загибом полупроводниковых зон, препятствует переходу электрона через границу электрод—электролит. Однако при поглощении кванта света Ы>Ъ,2 эВ в оксиде цинка генерируется пара — электрон и дырка 2п+0 (или гпО + е+) [c.14]

Типичная схема энергетических уровней при наличии отрицательного пространственного заряда приведена на рис. 64. Желательно теперь выяснить соотношение между избыточным поверхностным зарядом, разностью потенциалов между объемом [ поверхность полупроводника и плотностью объемных свободных носителей в полупроводнике. Математическое решение этой задачи равновесия в электростатических условиях было дано Шокли [24] для одномерного случая, а частные численные решения были получены Кингстоном и Ньюстадтером [25]. Причем подход, который был применен, очень близок к тому, который был предложен Гюи [26] для исследования диффузного двойного слоя, возникающего у границы раздела металл — электролит. Отличие заключается лишь в том, что при наличии градиента потенциала подвижными являются не ионизованные доноры и (или) акцепторы, одинаково распределенные по полупроводнику, а соответствующие электроны и дырки. Общая трактовка области пространственного заряда была дана Сейве-цом и Грином [27]. Однако для большей наглядности здесь будут подвергнуты обсуждению простые системы, рассмотренные Кингстоном и Ньюстадтером. [c.392]