Влияние облучения на поверхностные свойства полупроводников - Бару В.Г.
Скачать (прямая ссылка):
где Хо и XJT - концентрации нейтральных и заряженных дефектов данного
сорта до начала освещения. Отсюда, согласно (12.10) и (11.1):
= (Х0 - N)/(X*- N)
и, следовательно,
Х0 = [х0Х* [1 -f- v0(iWX*) ],
где в соответствии с (11.1) Х0 = Xo'+iV. Принимая во
внимание (12.3) и полагая Хг- = Х0 (до включения освещения электронное
равновесие было соблюдено), получаем
Хг = [х0Х*. (12.12)
На основании (12.12) и принимая обозначение t = t0, уравнение (12.4)
можно переписать так:
X(t) = iiX*{l - I([x - 1 exp [- a(t - f0)]}. (12.13)
60 АДСОРБЦИЯ НА РЕАЛЬНОЙ ПОВЕРХНОСТИ [ГЛ. 4
Мы видим, что концентрация центров при включении освещения начинает с
течением времени
возрастать, если ц > ц0, убывать, если ц < ц0, стремясь при t -оо к
стабильному значению
X = цХ*.
Если в момент t = t1 выключить освещение, то концентрация центров будет и
далее изменяться по тому же
¦ 0 tg tt
Рис. 9.
закону (12.4), в котором теперь, однако, следует положить ti -Xl H'l'^
1
где в соответствии с (12.5)
$0 = -J- flgQ
§ 12] ИЗМЕНЕНИЕ КОНЦЕНТРАЦИИ ПРИ ОСВЕЩЕНИИ 61
и согласно (12.13)
[Xj, = И-{1 - [(^ - ц0)/И'1.ехр[- a(tx - f0)]}. (12.14)
При этом уравнение (12.4) дает
X(t) = ц<Д*{1 - Цц - НаУи-о! ехр[- a0(t- ?])]}. (12.15)
Это - закон релаксации. При - t0) -у оо мы имеем, как это видно из
(12.14), щ -"- ц,. При t оо концентрация центров, как это видно из
(12.15), стремится к своему исходному значению
X = \i0X*,
которое^было до включения освещения.
Легко видеть, что после выключения освещения релаксация числа центров
происходит медленнее, чем их возрастание (или убывание) под влиянием
освещения. Действительно, согласно (11.3) и (12.2):
ах >^ю, а2 > я20 и, следовательно, а > а0.
Изменение концентрации центров нри включении и выключении освещения
изображено, согласно (12.13) и (12.15), на рис. 9.
ГЛАВА 5
[ ФОТОАДСОРБЦИОННЫЙ ЭФФЕКТ
НА РЕАЛЬНОЙ ПОВЕРХНОСТИ
§ 13. Адсорбция после предварительного освещения
Предположим, что адсорбция протекает на поверхности, которая
предварительно была подвергнута освещению. При этом как темновая
адсорбция, так и фотоадсорбция приобретают ряд специфических
особенностей. Адсорбция протекает по-разному в зависимости от
продолжительности предварительного освещения и длительности темновой
паузы между освещением и началом адсорбция.
1. Рассмотрим сперва темновую адсорбцию. Предположим, что в вакууме в
момент t = t0 освещение включается, а затем в момент t = tx выключается.
После этого в момент t = f2 впускается газ, и начинается процесс
адсорбции. Кинетика адсорбции описывается уравнением (12.8), в котором
теперь, однако, следует положить
ti= t2, а = а0, ц. = ja0, Nt= 0, Xt= [i2X*, (13.1) где, согласно (12.15):
1*2= Ml.- Ifao- Ьхр [- a"(i2- *i)l} (13.2)
и jut± имеет вид (12.14). При этом, согласно (12.14) и (13.2): ->• |Л при
12 - ->• оо,
при tx - to 0,
при Ч - h (13.3)
t*2 -Но при f2 ti -> ОО,
где, очевидно, (^- г0) - продолжительность предварительной световой
экспозиции, a (t2- tx) - продолжительность последующей темновой паузы. Мы
будем считать
§ 13] АДСОРБЦИЯ ПОСЛЕ ПРЕДВАРИТЕЛЬНОГО ОСВЕЩЕНИЯ 63
в настоящем параграфе, (это значит, что осве-
щение создает, а не уничтожает адсорбционные центры, см. рис. 9), а
следовательно, согласно (13.2), [х2 > |л0.
На основании (13.1) и (12.9) уравнение (12.8) принимает вид
N(t) = Na(t) + AN(t), (13.4)
где
No (t) = (У%(Д*{1 - ехр [- b(t - t2)]}, (13.5а)
AJV(t) = [bjiag - b)](\i2 - (x0)Z*{exp[-h(t - t2)] -
- exp [a0(t - t2) ]}. (13.56)
При - t0 = О мы имеем, согласно (13.3), AN = О, и уравнение (13.4)
превращается в уравнение кинетики при отсутствии предварительного
освещения [уравнение
Рис. 10.
(13.5а)]. Таким образом, ЛN(t) представляет собой добавку к адсорбционной
способности, вызванную предварительным освещением.
На рис. 10, а изображена кинетическая кривая N=N(t) для неосвещенного
(кривая 1) и для предварительно освещенного (кривая2) образцов,согласно
(13.4) и (13.5) (в предположении [х2 > [х0). Мы имеем здесь дело
с'ЦЪффектом "памяти": предварительное освещение образца^приводит к
дополнительной темновой адсорбции. Кривая 2 проходит через максимум. Обе
кривые при t -> оо стремятся
64
ФОТОАДСОРБЦИЯ НА РЕАЛЬНОЙ ПОВЕРХНОСТИ
[ГЛ. 5
к одному общему пределу
N = (Vb0)|i0X*, (13.6)
соответствующему адсорбционному равновесию.
На 'рис. 10, б изображена кривая А N = A N(t), согласно (13.56). Эта
кривая проходит через максимум при t = t*. При t <L t* мы имеем все
возрастающую дополнительную адсорбцию на запасенных светом центрах; при
t^>t* эта дополнительная адсорбция начинает спадать вследствие
постепенного исчезновения световых центров. Для точки максимума, как в
этом легко убедиться, мы имеем
A7V* = AN(t*) = (bjb) (ц2- |х0)Х*ехр [-a0(t*- t2)],(13.7) где, согласно
(13.2) и (12.14):
М"2 И* о =
= (м- - !^о){1 - ехр[-a(ty- t0) ]} exp [-a0(t2- tj], (13.8) Заметим, что
при
а0 < b,
если при этом
ехр[-b(t - ?,)] < ехр[-a0(t - Q\, уравнение (13.4) принимает вид N(t) =
