Диффузный слой зарядов в полупроводниках

Диффузное распределение зарядов в поверхностном слое полупроводников приводит к резкому снижению емкости д. э. с., на границе раздела полупроводник/электролит Характерная для металлических электродов емкость составляет 0,2.....0,4 Ф/м емкость полупроводниковых электродов на [c.260]

Потенциал металлической пластины конденсатора распределен равномерно и сосредоточен настолько близко к поверхности, что пространственным зарядом внутри металла можно пренебречь. Если же в качестве одной из пластин конденсатора использовать полупроводник, то значительная часть разности потенциалов между двумя пластинами будет находиться внутри полупроводника, т. е. возникает пространственный заряд, распространяющийся от поверхности в глубину полупроводника. Такое распределение заряда подобно распределению заряда в диффузном слое, который возникает на границе с электролитом. Появление пространственного заряда может быть также связано и со свободной поверхностью полупроводника вследствие существования поверхностных локализованных энергетических уровней. [c.391]

В общий скачок потенциала ф, кроме падения потенциала в гельмгольцевском слое (ф—гр ) и в диффузном слое ( ф ), будет входить величина фо — падение потенциала в области пространственного заряда полупроводника. [c.13]

В разбавленных растворах ионная обкладка имеет частью диффузное строение, подобно области электронного пространственного заряда в полупроводнике толщина диффузного слоя (или слоя Гун) вычисляется по формуле (1.16), в которую следует подставить вместо е,,,-диэлектрическую проницаемость раствора, а вместо (Ид + рд)-объемную концентрацию ионов в растворе. В слое Гун имеется некоторый скачок потенциала ( (г,-потенциал), ана- [c.29]

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]

Строго говоря, со стороны металла тоже должен существовать некоторый слой объемного заряда, аналогичный диффузной части двойного слоя в электролите. Создаваемый им потенциал может влиять на С)ц. В металле, где концентрация носителей заряда достигает 10 моль/л и выше, этим влиянием можно пренебречь, но в полупроводнике оно может быть весьма велико. [c.173]

Электрическое поле в области пространственного заряда (диффузный двойной электрический слой) выталкивает электроны в объем полупроводника, а дырки на его поверхность. [c.166]

Строение электрического слоя на границе полупроводник—электролит усложняется наличием у поверхности полупроводника пространственного заряда Поэтому в отличие от металлических электродов межфазовая граница раздела полупроводник—электролит состоит из трех слоев гельмгольцевского, диффузного и слоя пространственного заряда, причины возникновения кото- [c.12]

Было предпринято много попыток разработать теорию двойного электрического слоя, которая бы количественно согласовывалась с опытными данными. Так, Райс (1926—1928) высказал предположение, что и внутри металла пе все заряды локализованы в одной плоскости, а распределяются в его объеме с постепенно убывающей плотностью. Одпако представление о двух диффузных слоях по обе стороны границы раздела вряд ли приложимо к тому случаю, когда одна нз граничащих фаз. чвляется металлом. Возможно, что оио реализуется на границе ионопроводящих фаз, а также на границе полупроводника с раствором. [c.271]

Как уже отмечалось, н полупроводника <, в отличие от металлов имеется два рода носителей заряда отрицательные--электроны и положительные — дырки. Поэтому проводпнкн по ряду свойств похожи на электролиты, где также присутствуют отрицательные и положител( Пые носители электричества — апиопы и катионы. Эта аналогия обнаруживается и и строении двойного электрического слоя, В ре.чультате наложения сил теплового движения и сил взаимодействия (притяжения и отталкивания) с поверхностью полупроводника внутри песо вблизи Гранины раздела устанавливается диффузное распределение зарядов и возникает так называемый объемный заряд. Таким образом, двойной электрический слой на границе раздела включает в себя как бы два слоя Гуи — один в раство- [c.274]

В физическом смысле емкость диффузного слоя не сводится к некоторому условному конденсатору, поскольку заряд распределен в диэлектрической среде (растворителе), а не сосредоточен на поверх ности диэлектрика Тем не менее под действием приложенной разности потенциалов этот диспфсный заряд смещается, порождая тем самым вполне измеряемую емкость. Аналогичная ситуация имеет место для объемного заряда электронов в полупроводнике, который ведет себя как некоторая емкость. [c.70]

Было предпринято много попыток разработать такую теорию двойного электрического слоя, которая бы количественно согласовалась с опытными данными. Так, Райс (1926—1928) высказал предположение, что и внутри металла не все заряды локализованы в одной плоскости, а распределяются в объеме металла с постепенно убывающей плотностью. Представление о двух диффузных слоях по обе стороны границы раздела вряд ли приложимо к тому случаю, когда одна из граничащих фаз является металлом. Возможно, что она реализуется на границе ионнопроводящих фаз, а также на границе полупроводника с раствором. Есин и Шихов (1943) усовершенствовали теорию Штерна, учтя дискретный характер ионных слоев. Они предположили, что специфически адсорбирующиеся ионы будут присутствовать в двойном слое в виде взаимно связанных ионных пар анион — катион. Эта идея была развита Эршлером (1946), который считает наиболее вероятным гексагональное расположение адсорбированных ионов, связанных со стороны раствора с деформированной ионной атмосферой. Модель Эршлера позволяет количественно истолковать влияние поверхностноактивных ионов на сдвиг максимума электрокапиллярной кривой. [c.276]

Па[дение потенциала в двойном слое на границе полупроводника с раствором сосредоточено в основном в диффузном слое (или, по терминологии физики полупроводников, в области пространственного заряда), простирающейся от границы в глубь полупроводника. В. 1том слое может возникать большое падение потенциала, если электрический ток направлен так, что еще сильнее уменьшает и без того малую концентрацию носителей тока в приповерхностной области. Но если на поверхности полупроводника адсорбированы какие-нибудь ионы или атомы, например кислорода, то возникает большой поверхностный заряд, плотность которого может быть равна плотности заряда на металле [276]. Такой полупроводник в электрохимическом отношении мало чем отличается от типичного металла. [c.193]

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]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология