Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Бару В.Г. -> "Влияние облучения на поверхностные свойства полупроводников" -> 73

Влияние облучения на поверхностные свойства полупроводников - Бару В.Г.

Бару В.Г., Волькенштейн Ф.Ф. Влияние облучения на поверхностные свойства полупроводников — М.: Наука, 1978. — 285 c.
Скачать (прямая ссылка): vliyanieoblucheniyanapoverhnostnie1978.pdf
Предыдущая << 1 .. 67 68 69 70 71 72 < 73 > 74 75 76 77 78 79 .. 99 >> Следующая

218
ОБЛУЧЕНИЕ И КАТАЛИТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА 1ГЛ. 16
десорбцией молекулы С2Н40 и идет тем быстрее, чем меньше ns и больше ps.
Если скорость реакции лимитирует первая стадия (это происходит при ns
<'итах), реакция
являемся акцепторной. Именно такой результат был получен в [11, 12, 192].
Если, однако, лимитирующей становится вто-п рая стадия (это происхо-
Яmax дит'при ns >/2rnax) -име-
ем реакцию донорного Рис- 43. типа. Скорость1^ реакции
максимальна в области ns - n.max: где имеется достаточная концентрация
электронов и дырок для протекания обеих стадий. Значение "max находим из
условия dgjdns = 0:
"шах = П, УМдМ,)(пн1р*А). (47.16) Соответственно максимальная скорость
реакции равна
Iflmax = Si (^max) - Pi-Ni [l -f- P2/P5 ~f"
+ 2/(P"8/P4)(Ps/P ъ){пн1пл)]~'¦ (47.17)
В зависимости от соотношения констант, стоящих под корнем в (47.16),
значение Итах может сдвигаться по горизонтальной оси рис. 43, расширяя
или сужая область акцепторного поведения реакции. Такой сдвиг, в
частности, можно вызвать переходом от одного полупроводника к другому или
заменой одного исследуемого спирта другим. С другой стороны, переходя на
данном полупроводнике от проводимости p-типа к проводимости п-типа
(например, при объемном легировании донорной примесью), мы можем
оказаться переброшенными из области акцепторного (ns < ишах)|в область
донорного (ns > rcmax) поведения реакции. Аналогичный результат может
быть достигнут обработкой поверхности, приводящей к загибу энергетических
зон вниз.
Рассмотрим теперь, как влияет на скорость реакции облучение. В случае
предварительного облучения, который имел место в [161], можно считать,
что электронное
§471
ОБЛУЧЕНИЕ И ДЕГИДРИРОВАНИЕ СПИРТА
219
равновесие в полупроводнике в результате облучения не нарушено. Облучение
лишь сдвигает положение уровня Ферми вверх и вниз, вводя в объем образца
донорные или акцепторные дефекты решетки. В этом случае все полученные
выше формулы и выводы остаются справедливыми.
Сдвиг уровня Ферми должен изменить проводимость образца. Одновременно
изменятся поверхностные концентрации ns и ps, а следовательно, согласно
(47.15) и рис. 43, и скорость реакции. При этом знак радиационно-
каталитического эффекта, как видно из рис. 43, может быть как
положительным (ускорение реакции), так и отрицательным (замедление
реакции) в зависимости от "биографии" образца и дозы облучения. Если до
облучения nsо < Ищах> то увеличение ns (в области ns < rcmax) под
влиянием облучения ускоряет реакцию, а уменьшение ns замедляет ее. Если
до облучения ns0 > птах, имеем противоположный результат: увеличение ns
замедляет реакцию, а уменьшение ns (в области ns > ишах) ускоряет ее.
Такая картина позволяет качественно объяснить результаты, полученные в
[161 ] на предварительно облученных окислах Си20 и СиО, если
предположить, что используемый в эксперименте окисел Си20 был, как
обычно, полупроводником /7-типа и для него ns0 < rernax, а окисел СиО
являлся полупроводником re-типа, для которого nsо>- rcmax- Тогда
облучение, которое увеличивает проводимость Си20 и уменьшает ее у СиО,
должно в обоих случаях приводить к росту ps (падению ns) на поверхности
полупроводника. Это в свою очередь, согласно (47.15) и рис. 43, означает
замедление реакции на Си20 и ускорение ее на СиО. Именно такой результат
был получен в [161].
Количественный критерий знака и величины радиа-ционно-каталитического
эффекта легко получить, представив в (47.14) и (47.15) ns и ps в
виде
ns = ns о + Ans, ps = ps0 -f Aps, (47.18)
где Ans и Aps обусловлены введением радиационных
дефектов в образцы. Подставляя (47.18) в (47.15) и вводя
величину К1 = gjgoi - 1, характеризующую относительное изменение
каталитической активности в результате
220 ОБЛУЧЕНИЕ И КАТАЛИТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА [ГЛ. 16
облучения, получаем:
- (Ans/nso) [1 (fiS()/nraa\)(ns/nraa^L) ]Ci,
ci = (Р3/Р4) (n*ii/ns) [1 + р2/р5 + (Р3/Р4) ("я/>ls) +
+ (Р./Р5)к/"л)]-1. (47.19)
Знак радиационного эффекта согласно (47.19) определяется выражением
(Aras/ns0) [1- {п%1птах) (ras/ns0)], которое для рассматриваемой системы
дает тот же результат, что и полученный выше из качественного анализа.
Отметим, что выражения (47.15) - (47.17) и (47.19) справедливы лишь в
случае предварительного облучения катализатора, когда электронное
равновесие не нарушено. Если же реакция протекает под непосредственным
воздействием облучения, то скорость дегидрирования описывается общими
выражениями (47.12), (47.13), а также
(47.18), где теперь Ans и Aps включают в себя как добавки, обусловленные
радиационными дефектами, так и ионизационные добавки.
Таким образом, на примере реакции дегидрирования спирта мы рассмотрели
один из общих механизмов радиационно-каталитического эффекта на
полупроводниках. Этот механизм обусловлен перезарядкой при облучении
адсорбированных атомов или молекул, являющихся промежуточными или
конечными продуктами реакции. Перезарядка вызывает изменение прочности
адсорбционной связи и реакционной способности этих частиц и,
Предыдущая << 1 .. 67 68 69 70 71 72 < 73 > 74 75 76 77 78 79 .. 99 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed