Влияние температуры и точечных дефектов на поверхностно-ионизационные свойства оксидов переходных металлов

• Автор: Солнцев, Сергей Александрович
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 132 с. : ил.

2 Содержание

Введение

1. Литературный обзор

1.1. Поверхностная ионизация органических соединений

1.1.1. Классическая модель поверхностной ионизации

1.1.2. Элементы теории абсолютных скоростей реакций

1.1.3. Модель, основанная на представлениях о центрах Бренстеда

1.2. Материалы для селективной поверхностной ионизации

1.3. Масс-спектрометрия продуктов поверхностной ионизации

1.4. Дрейфовая подвижность ионов органических соединений.

1.4.1. Методы измерения дрейфовой подвижности ионов

1.4.2. Теория спектрометров дрейфовой подвижности ионов
1.5. Термическая десорбция молекул органических соединений.
2. Цель и задачи диссертационной работы
3. Теоретическая модель поверхностно-ионизационных свойств оксидов переходных металлов
3.1. Модель активных центров на поверхности оксидов переходных
металлов.
3.2. Модель ионизации органических соединений на поверхности
оксидов переходных металлов
3.3. Обсуждение результатов
3.4. Выводы по главе 3
4. Разработка установки и экспериментальных методик
4.1. Установка для исследования поверхностно-эмиссионных свойств
4.2. Методика ввода проб органических соединений
4.2.1. Ввод проб с программно нагреваемой платиновой спирали
4.2.2. Исследование и выбор материалов носителей проб на основе
тканевых материалов

4.2.3. Ввод проб с поверхности термостойких тканей
4.3. Исследование теплоты сублимации органических соединений
4.3.1. Сублимация с программно нагреваемой платиновой спирали
4.3.2. Сублимация с поверхности термостойких тканей
4.4. Определение параметров поверхностной ионизации
4.5. Определение параметров нелинейной дрейфовонподвижности
ионов органических соединений
4.6. Выводы по главе 4
5. Исследование поверхностно-ионизационных свойств оксидов

переходных металлов
5.1. Исследование природы активных центров на поверхности окси-

дов переходных металлов
5.1.1. Физико-химические параметры активных центров на поверхно-

сти оксидов переходных металлов
5.1.2. Кинетика формирования активных центров на поверхности ок-

сидов переходных металлов
5.2. Поверхностная ионизация органических соединений азота
5.3. Поверхностная ионизация органических соединений фосфора
5.4. Поверхностная.ионизация органических соединений мышьяка
5.5. Поверхностная ионизация органических соединений серы
5.6. Обсуждение результатов
5.7. Выводы по главе 5 МО
6. Применение поверхностно-ионизационных свойств оксидов пе-
реходных металлов.в дрейф-спектрометрии
6.1. Анализ органических соединений азота 112 ,
6.2. Анализ органических соединений фосфора
6.3. Анализ органических соединений серы
6.4. Выводы по главе 6
Общие выводы .
Литература .
Введение
Одним из приоритетных направлений развития техники XXI века является создание приборов и систем для областей обеспечения безопасности человека и среды обитания, в том числе создание систем, обеспечивающих противодействие терроризму, наркотрафику, систем экологического мониторинга окружающей среды, систем обнаружения и распознавания физиологически опасных веществ. При этом развитие многих инновационных областей техники требует проведения фундаментальных исследований в области физики конденсированного состояния, в том числе исследований влияния температуры и точечных дефектов на свойства твердого тела. Целью таких исследований является определение кинетических и термодинамических характеристик процессов на границе раздела «твердое тело - газовая фаза», в том числе исследование закономерностей влияния температуры, вакансий, точечных дефектов замещения в твердом теле на процессы адсорбции и термической десорбции на границе раздела фаз. Целью исследований является также изучение кинетики формирования активных центров на таких поверхностях[1-3], обусловленных наличием точечных дефектов в твердом теле, изучение динамики элементарных актов при химических превращениях и элементарных реакций с участием активных частиц и точечных дефектов в твердом теле.
Например, оксиды переходных металлов, в частности молибдена, нашли применение в качестве материалов селективных поверхностно-ионизационных источников ионов органических соединений в приборах газового анализа - для детектирования наркотических и физиологически опасных веществ, для экологического мониторинга окружающей среды, для систем охранной и пожарной сигнализации [2, 4]. При этом оксидную фазу для источников ионов обычно формируют окислением на воздухе исходного переходного металла или его сплава. Однако свойства получаемых оксидов сильно зависят от температуры, влажности воздуха, времени окисления. Это свидетельствует о необходимости проведения фундаментальных исследований влияния точечных дефектов и температуры на поверхностно-ионизационные свойства таких оксидов.

осцилляции под действием переменного асимметричного по периоду электрического поля
Е(1)=Е3(1) + ЕСВ), (1.29)
где Е3(1:) - переменное разделяющее поле, удовлетворяющее условиям
(Е5) = 0,(е$ш^ Ф 0,к = 1,2,3,...; Ес - малая, медленно меняющаяся добавка -
компенсирующее поле.
Зависимость подвижности к(Е) = р0[1+а*Е2 + (ЗЕ4 + ...] является индивидуальной для каждого сорта ионов. Подбирая малое по сравнению с переменным полем Е3(1:) постоянное компенсирующее поле Ес, можно обеспечить пролет ионов определенного вещества через дрейф-камеру анализатора.
В рамках модели, предложенной в работах [40, 47], принималось, что распределение скоростей молекул нейтрального газа по сечению трубы - однородное. В этом случае, используя уравнение непрерывности:
дп / 9/ + с1Ш = 0 (1.30)
и выражение для тока ионов
J = -D¥n + nkE, (1.31)
где О — коэффициент диффузии ионов в газе, уравнение для зависимости концентрации ионов от поперечной координаты х и времени 1 будет:
— = ~ кЕ~.(1.32)
5/ дх дх
При переходе к безразмерным переменным - координате £, - и времени г = {оы2) - уравнение (1.32) примет вид:
дп д2п дп
= (1-33>
дт дЦ- дд;
в котором безразмерный коэффициент т] = {с1к /В)Е называют числом Пекле. В первом приближении в (1.33) пренебрегают диффузионным членом, что позволяет понизить порядок дифференциального уравнения. Переходя от анализа ансамбля невзаимодействующих частиц к анализу движения одной частицы и возвращаясь к размерным переменным, уравнение характеристик примет вид: