Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Киселев В.Ф. -> "Основы физики поверхности твердого тела " -> 93

Основы физики поверхности твердого тела - Киселев В.Ф.

Киселев В.Ф., Козлов С.Н., Зотеев А.В. Основы физики поверхности твердого тела — М.: МГУ, 1999. — 284 c.
Скачать (прямая ссылка): osnovifizikipoverhnostitverdogotela1999.djvu
Предыдущая << 1 .. 87 88 89 90 91 92 < 93 > 94 95 96 97 98 99 .. 128 >> Следующая

систем (Бонч-Бруевич, Звягин, 1981). В них на малом расстоянии находятся
в стабильном состоянии два Рл-центра, например, состояния А и В на
рис.5.3. После захвата но-
Y(kT/q)
Рис.6.22. Зависимость эффективной скорости поверхностной рекомбинации от
поверхностного потенциала для кремния, травленного в СР-4 (1-5) и пи-
рагалловом травителе (6,7) после вакуумирования при Р ~ Ю 6 Па и Тв = 370
(1 и 6), 670 (2), 700 (3,7) 850 К (4) и после адсорбции атомов водорода
(5)
208
Глава 6
сителей заряда и перестройки ближайшего окружения центров А+ и
В-, происходит туннелирование электрона из В- центра в А+ центр и
рекомбинация. Вероятность таких межямных рекомбинационных переходов
должна существенно изменяться в присутствии случайных кулоновских полей.
Интересно отметить, что при ян-теллеровской перестройке р*-центров в
результате лазерного облучения кремния часть A-центров переходит в
возбужденное состояние Г (рис.5.3), а спин-зависяший канал рекомбинации
исчезает. Исследования угловой анизотропии g-фактора р*-центров,
ответственных за эту часть рекомбинации, указывает на существенную
разупорядоченность приповерхностной области монокристалла кремния.
Взаимодействие поверхности с газами и парами
209
Глава 7
Взаимодействие поверхности с газами и парами
7.1. Адсорбционные взаимодействия
7.1.1. Физическая и химическая адсорбция. Традиционно адсорбцию принято
разделять на слабую физическую адсорбцию (энергия связи не превышает 10
мэВ) и более прочную химическую (хемосорбцию, с энергией связи до 10 эВ)
. При физической адсорбции молекулы адсорбата сохраняют свою
индивидуальность, а силы, ответственные за адсорбцию, аналогичны ван-дер-
ваальсовым силам в реальных газах. При химической адсорбции молекулы
образуют химические соединения с атомами поверхности. При этом могут
возникать обменные, ионные или координационные связи. Различным видам
взаимодействия соответствуют разные потенциальные кривые на рис.7.1.
Кривая с минимумом А на самом большом расстоянии г [ о соответствует
физической адсорбции, при которой твердое тело (адсорбент) и
адсорбируемую молекулу рассматривают как две независимые
квантовомеханические системы. Более глубокий минимум Б соответствует
химической адсорбции, г 2,о < г |,0. В данном случае молекулу и адсорбент
и/к следует трактовать как единую систему. Пересечение кривых 1 и 2
приводит к образованию потенциального барьера, высота которого
характеризует энергию активации при переходе от одной формы адсорбции к
другой.
Иногда состояние хемосорбиро-ванной молекулы определяется двумя
минимумами, соответст- [_
вующими адсорбции недиссо- ^ r г г
циированных (Б) и диссоцииро- рис 7 ) По^нцимьн'ые кр!1В°ые м_ ванных (В)
молекул, обе кривые сорбционного взаимодействия 2 и 3 отделены
дополнительным потенциальным барьером.
7.1.2. Энергия физической адсорбции. Расчеты энергии физической адсорбции
fVajc основываются на применении теории ван-дер-ваальсовых сил, развитой
для газов, к заведомо конденсированной системе: твердое тело -
адсорбированные молекулы. Величина W* определяется как сумма энергий
парных взаимодействий w-,j й газовой молекулы су-м атомом поверхности,
т.е.
Кос =S5>,j('u) • (7.1)
< j
210
Глава 7
В качестве w4 используется либо потенциал Леннард-Джонса
н, = __?.+ А, (7.2)
_я ГЯ1
'i.j i.j
где п обычно полагается равным 6, а т = 12 {потенциал (6,12)}, либо
потенциал Бакингема {потенциал (6, ехр)}
y"i j =-~ + А- exp (-brjj) (7.3)
rU
д
Константы репульсивного (отталкивающего) потенциала
riJ
или A cxp(-brij) вычисляются либо из условия минимума парных
взаимодействий (dwjj/dr/j = 0)г _г , где равновесное расстояние г0
определяется как сумма ван-дер-ваальсовых (или ионных) радиусов
взаимодействующих частиц, либо после проведения суммирования из условий
(dWadc/dr = 0)г . Константа притяжения С оценива-
ется из известных формул теории межмолекулярных сил.
Первые расчеты fVM для случая адсорбции дипольных молекул на идеальной
поверхности ионного кристалла были проведены профессором МГУ Ильиным
(1924). Энергия ион-дипольного взаимодействия вычислялась по известной
формуле электростатики w,-j = • cos0, где р; - дипольный момент
адсорбирующейся
молекулы, 0 - угол между осью диполя и поверхностью и Емак - средняя
макроскопическая напряженность электрического поля на ней. Для
большинства чисто ионных кристаллов Емак~ Ю7 В/см. Величина Wadc (7.1)
вычислялась суммированием по углам и расстояниям в пределах небольшого
кластера поверхности. Делались попытки использовать такой же
электростатический подход и к адсорбции неполярных молекул (р,= 0),
которые в поле Емак приобретают наведенный (индуцированный) момент р, =
аЕмак, где а - поляризуемость молекулы. Однако энергия таких
поляризационных взаимодействий мала, и ею обычно пренебрегают. Решение
вопроса об адсорбции неполярных молекул стало возможным только после
создания квантовой механики.
Эту задачу в 1927 г. решил Лондон, использовав разработанную им для газов
Предыдущая << 1 .. 87 88 89 90 91 92 < 93 > 94 95 96 97 98 99 .. 128 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

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

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed