Поверхневі стану - довідник хіміка 21
Особливі поверхневі стану з'являються завдяки хемосорбції. Їх називають індукованими поверхневими станами. Завдання визначення цих станів вирішують уже знайомим нам шляхом. [C.112]
Ми бачимо, що рівні Тамма знаходяться вище і нижче енергетичних рівнів відповідної зони нескінченно великого кристала. Їх кількість визначається кількістю атомів, що утворюють поверхню. т. е. величиною порядку 10 на см. Тому рівні Тамма зливаються в квазінепереривних зони поверхневих станів (рис. 36). [C.110]
Дійсно, при розколі кристала алмаза по площині (111) частину атомів вуглецю, опинившись на поверхні, втрачає своїх сусідів і одна з тетраедричних хр -орбіталей кожного з цих атомів стає вільною, т. Е. З'являються вільні валентності. Три інші орбіталі при цьому як і раніше належать всьому кристалу. Вільні валентності спрямовані під прямим кутом до поверхні кристала (рис. 37). Кожна вільна орбіталь являє собою поверхневий стан Шоклі, яке з'являється в забороненій зоні (рис. 38). Коли на поверхні є велика кількість вільних орбіталей. то вони утворюють квазінепереривних зону поверхневих станів. [C.111]
Однак вільні валентності на поверхні алмазу і алмазоподібних твердих тіл кремнію і германію, якщо і утворюються, то відразу ж вступають у взаємодію один з одним, в результаті чого поверхневі стану Шоклі зникають тим легше, чим слабкіша міжатомні зв'язку і більш рухливими атоми. При цьому поверхня в більшій чи меншій мірі перебудовується. [C.111]
Розглянуте будова подвійного шару характерно для власних напівпровідників. в яких немає ні об'ємних домішок (добавок), ні так званих поверхневих станів. обумовлених найчастіше адсорбцией чужорідних атомів. Часто напівпровідник в якості домішки містить атоми такого речовини. завдяки якому різко збільшується число вільних електронів п. Такі добавки називаються донорами електронів. Для германію такою добавкою служить миш'як. Оскільки твір ін в присутності донорів електронів залишається постійним [рівняння (28.3) 1, то збільшення п призводить до відповідного зменшення числа дірок р - = До 1п. Тому провідність таких домішкових напівпровідників п-типу здійснюється в основному за рахунок вільних електронів в зоні провідності. Якщо ж атоми домішки різко збільшують число дірок у валентній зоні. то зростає діркова провідність і відповідно зменшується число вільних електронів п = Кз / р- Такого роду домішки називаються акцепторами електронів. а напівпровідники з доречнийпровідністю - напівпровідниками / 7-типу. Акцепторами електрона для германію служать атоми галію. У присутності домішок співвідношення (28.2) в обсязі напівпровідника вже не залишається справедливим. Замість нього слід записати [c.141]
Розглянуте будова подвійного шару характерно для власних напівпровідників. в яких немає ні об'ємних домішок (добавок), ні так званих поверхневих станів. обумовлених найчастіше адсорбцией чужорідних атомів. Часто напівпровідник в якості домішки містить атоми такого речовини. завдяки якому різко збільшується число вільних електронів п. Такі добавки називаються донорами електронів. Для германію такою добавкою служить миш'як. Оскільки твір ін в присутності донорів електронів залишається постійним [рівняння (28.3) 1, то збільшення п призводить до відповідного зменшення числа дірок р = Тому [c.150]
В результаті з'ясовується, що адсорбція атома індукує поверхневі стану. які розташовуються вище відповідної нормальної зони необмеженого кристала. Належні до них хвильові функції не є періодичними ні в одному напрямку і швидко зменшуються при видаленні від адсорбованого атома. Якщо адсорбовані два атома і вони знаходяться на кінцевому відстані один від одного, то хвильові функції парних по одну сторону від середини відстані між цими. атомами і непарні по іншу сторону від нього. Це вказує на існування парних і непарних локалізованих станів, які знаходяться над об'ємною енергетичної зоною. Коли відстань між адсорбованими атомами досить велике, то ті і інші стани утворюють двічі вироджені стани. При скороченні відстані між адсорбованими атомами дані енергетичні рівні розщеплюються. Зближення атомів на деяке критичне відстань призводить до того, що нижня локалізоване стан включається в об'ємну зону і втрачає свою відособленість, т. Е. Перестає бути локалізованим, в той час як верхня стан залишається локалізованим. У зв'язку з [c.112]
У всіх проводилися вище міркуваннях передбачалося, що в початковому стані. т. е. до встановлення рівноваги між напівпровідником і металом, концентрація носіїв на поверхні напівпровідника збігалася з їх концентрацією в обсязі. Необхідно, однак, мати на увазі, що таке припущення практично ніколи не реалізується. Останнє пов'язано з існуванням так званих поверхневих станів. які і визначають концентрацію носіїв на поверхні напівпровідника. Ці питання ми будемо розглядати в гл. VHI, а тим часом зауважимо, що результати даного параграфа мають в основному теоретичне. [C.183]
Мал. 74. Зміщення експериментальної С-У-кривої МОП-структури (2) щодо теоретичної (/), обумовлене впливом поверхневих станів
Припущення, що обмінний інтеграл р має одне й те саме 31наченіе для будь-якої пари сусідніх атомів, є, звичайно, крайнім спрощенням, далеким від дійсності. Величина р залежить від повноти перекривання орбіталей. яка неоднакова для атомів, що знаходяться на поверхні і в глибині кристала. На це, зокрема, вказує той факт, що міжатомні відстані на поверхні інші, ніж усередині кристала. Наприклад, розраховано, що міжплощинні відстані в повёрхностном шарі кубічного кристала з гранецентрированной гратами на 11%, а в п'ятому, від поверхні шарі на 2% більше, ніж в його глибинах. Але таке предположеніе- необхідний прийом для вирішення завдання про поверхневих станах. так як вона може бути вирішена тільки за умови, що або обмінні інтеграли для поверхневих і внутрішніх атомів збігаються, а відповідні Ку-лонови інтеграли різні, або, навпаки, збігаються останні, а перші різні. Для того і іншого випадку отримують різні рішення, які вказують на існування різних поверхневих станів. Ось як вирішується це завдання за умови, що обмінні інтеграли для поверхневих і внутрішніх атомів однакові, а відповідні кулонови інтеграли а й а різні. Кулонів інтеграл для поверхневих атомів висловлюють таким чином [c.109]
Магнітні вимірювання показали, що на поверхні графіту практично немає атомів, що знаходяться в стані А, а стан Б - це синглетное стан атомів вуглецю. У цьому стані атом має пару електронів зі спареними спинами. Таким чином. шокліевскіе поверхневі стану ст-електронів заповнені. а стану я-електронів вільні. У той же час дробленням графіту у вакуумі при 77 К, судячи з інтенсивності сигналу ЕПР, вдається отримати близько 10% периферійних атомів, що знаходяться в стані 5 ря-гібридизації (стан А-стан Шоклі). Ці поверхневі радикали стійкі в вакуумі до 800 К вони зникають при сорбції кисню. Стану Б і В зберігаються при прожаренні в вакуумі графіту до 1100 К. При сорбції кисню спочатку вступають у взаімодейспвіе атоми в станах Б [c.200]
Мал. 73. Вольт-ємнісна характеристика МОП-структури при відсутності поверхневих станів (теоретична крива) tf - для кремнію п-ті'а б - для кремнію р типу / - збагачення 1 - збіднення
Після термополевого впливу спостерігається зрушення С - -характеристики вправо від вихідної (для кремнію п-типу) (рис. 76). Величина А] / в визначає заряд і щільність поверхневих станів після термополевого віз [c.129]
Нові проблеми сучасної електрохімії (1962) - [c.392. c.404]
Нові проблеми сучасної електрохімії (1962) - [c.392. c.404]