Влияние облучения на поверхностные свойства полупроводников - Бару В.Г.
Скачать (прямая ссылка):
включения освещения.
Зависимость е" от Vs при Ф =-• const изображена, согласно (9.8а, 6), на
рис. 6 прямыми линиями, параллельными прямой А А, причем область, лежащая
справа от вертикали ВВ, соответствует адсорбции акцепторных частиц, а
область, лежащая слева,- адсорбции донорных частиц (ср. с рис. 3). Эти
прямые представляют собой семейство эквифотоадсорбционных прямых. Каждая
из них - это геометрическое место точек, для которых Ф сохраняет
постоянное значение. Различным значениям соответствуют различные прямые,
перенумерованные в порядке убывания Ф. Прямая АА соответствует отсутствию
фотоадсорбционного эффекта, т. е. значению Ф = 0. В случае акцепторных
частиц в области, лежащей под прямой А А (прямые 1,2), мы имеем Ф > 0, а
в области, лежащей над прямой АА (прямые 3, 4, 5,...), имеем Ф <С 0.
4 В. Г. Бару, ф. ф. Волькенштейн
50
ФОТОАДСОРБЦИЯ НА ИДЕАЛЬНОЙ ПОВЕРХНОСТИ [ГЛ. 3
В случае же донорных частиц, наоборот, мы имеем Ф > 0 в области над
прямой А А (прямые 1,2) и Ф < 0 в области под прямой (прямые 3, 4, 5,...)
на рис. 6. Ромб СССС ограничивает ту область значений е" и Vs, внутри
которой теория справедлива.
Всякая обработка образца всегда сопряжена с изменением величин eD и Vs
(одной из них или обеих одновременно) и, следовательно, с перемещением из
одной
Адсорбированы акцепторные о частицы
Адсорбированы донорные чог.тицы
Рис. 6.
точки на рис. 6 в другую. При этом, как видно из рис. 6, изменяется
абсолютная величина (может измениться" и знак) фотоадсорбционного
эффекта. Все экспериментально установленные зависимости величины "и знака
эффекта от обработки образца, перечисленные в § 2, могут быть
интерпретированы с помощью рис. 6. Это будет сделано в § 16.
ГЛАВА 4
АДСОРБЦИЯ НА РЕАЛЬНОЙ ПОВЕРХНОСТИ § 10. Природа адсорбционных центров
Говоря об адсорбции на реальной поверхности, мы имеем в виду случай,
когда центрами адсорбции являются дефекты поверхности. Это могут быть
дефекты одного определенного сорта (случай однородной поверхности) или
дефекты различных сортов, отличающихся прочностью хемосорбционной связи
(случай неоднородной поверхности). Мы ограничимся здесь для простоты
однородной поверхностью. • ч
Если концентрация дефектов, служащих адсорбционными центрами, не слишком
мала (по сравнению с общим числом узлов решетки на единице поверхности),
но в то же время достаточно мала, чтобы можно было пренебречь
взаимодействием между дефектами, и если энергия связи хемосорбированной
частицы с центром адсорбции достаточно велика (по сравнению с энергией
связи на идеальной поверхности), то адсорбция на участках идеальной
поверхности, т. е. на собственных атомах или ионах решетки, расположенных
в узлах решетки, может быть игнорирована. Так мы и будем поступать в
дальнейшем [18].
Поскольку дефект данного сорта может быть акцептором или донором (мы не
будем рассматривать более общего случая, когда дефект является
одновременно и акцептором, и донором), т. е. может улавливать и
удерживать на себе свободный электрон или свободную дырку, и поскольку
свободный электрон и свободная дырка в решетке выполняют роли свободных
(ненасыщенных) валентностей 117, 18] (к этому вопросу мы еще вернемся в §
19), структурные дефекты поверхности в отношении своих адсорбционных
свойств могут быть разделены на два класса.
4*
52
АДСОРБЦИЯ НА РЕАЛЬНОЙ ПОВЕРХНОСТИ
[ГЛ. 4
1. Дефекты, представляющие собой валентно-насыщен-
ные образования. Хемосорбированная связь, осуществляющаяся при адсорбции
на таких дефектах, вполне аналогична "слабой" связи, с которой мы^имеем
дело при адсорбции на идеальной поверхности. лз1
2. Дефекты, обладающие свободной (ненасыщенной) валентностью, т. е.
выступающие в роли поверхностных радикалов или ионорадикалов. При
адсорбции на таких дефектах мы имеем дело с "прочной" донорной или
акцепторной связью. ^
Очевидно, дефекты'первого класса могут превращаться в дефекты второго
класса и наоборот в результате локализации или делокализации электрона
или дырки. Поскольку акт хемосорбции можно трактовать как образование
валентной связи между адсорбционным центром и адсорбирующейся молекулой,
центрами адсорбции можно считать дефекты только второго из перечисленных
выше классов, в то время как дефекты первого класса можно считать в
первом приближении в адсорбции вовсе не участвующими. Это значит, что в
качестве центров адсорбции принимаются ¦>"электроны^и дырки,4
локализованные на дефектах.
Это приближение означает пренебрежение "слабой" связью при адсорбции"па
дефектах. Мы увидим в дальнейшем, что такое приближение является
достаточным для понимания многих закономерностей фотоадсорбцион-ного
эффекта.'В рамках такого приближения нейтральные /''-центры илиТ-центры
(пустые металлоидные или металлические узлы в бинарной решетке,
построенной из ионов металла и металлоида, с локализованными около них
электронами или дырками соответственно) служат центрами адсорбции, в
то^время как ионизованные F- или F-центры (металлоидные или металлические
