Влияние облучения на поверхностные свойства полупроводников - Бару В.Г.
Скачать (прямая ссылка):
данных 231
§ 50. Механизм влияния радиоактивности на полупроводниковые 237
адсорбенты и катализаторы § 51. О корреляции между каталитическими и
электронными свойствами 248
радиоактивных полупроводников Глава 18. Влияние ионизирующего облучения
на кинетику хемосорбции и 254
ионный обмен на поверхности полупроводника § 52. Кинетическая изотерма и
энергия активации радиационной 254
хемосорбции
§ 53. Влияние облучения на процессы ионного обмена на поверхности 265
полупроводника
§ 54. Заключительные замечания и некоторые теоретические прогнозы 272
Литература 277
ПРЕДИСЛОВИЕ
Прежде всего необходимо расшифровать название этой книги. Говоря об
облучении, мы имеем в виду как электромагнитное облучение (видимый и
ультрафиолетовый свет, рентгеновские и гамма-лучи), так и корпускулярное
облучение (бомбардировка поверхности электронами, протонами, альфа-
частицами, нейтронами). Говоря о поверхностных свойствах, мы имеем в виду
адсорбционные и каталитические свойства полупроводника. Речь идет об
изменении адсорбционной способности, каталитической активности и
селективности катализатора под действием облучения.
Книга носит в основном теоретический характер. Ее цель - раскрыть
механизм действия облучения на адсорбционные и каталитические свойства
полупроводника. В I и II частях книги исследуется изменение поверхностных
свойств полупроводника под влиянием электромагнитного облучения, которое
нарушает электронное равновесие в образце. В III части в рассмотрение
включается корпускулярное и жесткое электромагнитное (например, гамма-
кванты) облучение, которое, наряду с нарушением электронного равновесия,
вызывает повреждение кристаллической решетки полупроводника. Механизм
изменения физико-химических свойств поверхности полупроводника
анализируется в книге на базе современной электронной теории хемосорбции
и катализа, которая является единственным существующим в настоящее время
фундаментом, способным служить этой цели.
8
ПРЕДИСЛОВИЕ
В то н?е время в книге дается сжатая сводка экспериментального материала.
Эта сводка, однако, отнюдь не претендует па то, чтобы быть исчерпывающей.
Это лишь леса, окружающие строящееся здание теории. Приводится также
сравнение теории с экспериментальными данными. Этих данных в настоящее
время накоплено достаточно много, и они подчас кажутся на первый взгляд
противоречивыми.
Действие облучения па поверхностные свойства полупроводника - это
проблема, имеющая большое научное и практическое будущее. Настоящая книга
является первой книгой, посвященной данному вопросу. К сожалению, не все
стороны вопроса освещаются в ней одинаково подробно, что отражает
современное состояние теории. Книга предназначена для физиков и химиков,
занимающихся физико-химией поверхности полупроводников и
полупроводниковых приборов.
Части I и II книги написаны Ф. Ф. Волькенштейлом, часть III - В. Г. Бару.
В. Г. Бару, Ф. Ф. Волъкенштейн,
ЧАСТЬ I
ВЛИЯНИЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ОБЛУЧЕНИЯ НА АДСОРБЦИОННЫЕ СВОЙСТВА
ПОЛУПРОВОДНИКА
ГЛАВА 1 ФОТОАДСОРБЦИОННЫЙ ЭФФЕКТ
§ 1. Положительный и отрицательный фотоадсорбционные эффекты
Влияние освещения па адсорбционные свойства поверхности полупроводника
является в настоящее время экспериментально установленным фактом. Это
явление мы будем называть фотоадсорбционным эффектом. Освещение может
влиять как на адсорбционное равновесие, так и на кинетику адсорбции. При
этом следует различать положительный и отрицательный фотоадсорбционные
эффекты.
Остановимся прежде всего на случае адсорбционного равновесия. В этом
случае при заданных температуре и давлении полупроводник содержит на
своей поверхности некоторое стационарное число адсорбированных частиц.
Это число характеризует так называемую адсорбционную способность
поверхности. Под влиянием освещения адсорбционная способность может
измениться. В некоторых случаях она увеличивается, т. е. включение
освещения вызывает дополнительную адсорбцию (фотоадсорбция, положительный
фотоадсорбционный эффект). В других случаях, наоборот, адсорбционная
способность поверхности под влиянием освещения уменьшается, т. е.
освещение приводит к удалению с поверхности некоторого числа
адсорбированных частиц (фотодесорбция, отрицательный фотоадсорбционный
эффект). Иногда при включении освещения адсорбционная способность
поверхности вовсе не изменяется. Это - случай фотоадсорбционно
неактивного поглощения света.
10
ФОТОАДСОРБЦИОННЫЙ ЭФФЕКТ
[ГЛ. 1
Изменение адсорбционной способности обычно обнаруживают по изменению
давления в адсорбционном объеме. В тех случаях, когда включение освещения
сопровождается падением давления, мы имеем дело с фотоадсорбцией.
Увеличение давления при включении освещения, наоборот, свидетельствует о
фотодесорбции. Если давление остается неизменным - имеем случай
фотоадсорбциошю неактивного поглощения.
Обратимся теперь к кинетике адсорбции*). Представим себе, что
полупроводник приводится в соприкосновение с газом и начинается процесс
