Возбуждение радикалорекомбинационной люминесценции кристаллофосфоров "пакетами" активных частиц газа большой плотности

• Автор: Макушев, Игорь Алексеевич
• Шифр специальности: 01.04.10
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Курск
• Количество страниц: 108 с.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1 ПРОЦЕССЫ НА ГРАНИЦЕ ПОЛУПРОВОДНИКОВ И

АКТИВНЫХ ГАЗОВ

1Л Гетерогенные химические реакции на поверхности полупроводников и сопутствующие эффекты

1.2 Структура поверхности полупроводников

1.3 Поверхностные электронные состояния

1.4 Адсорбция и десорбция атомов и молекул

1.5 Гетерогенная рекомбинация атомов

1.6 Возможные механизмы гетерогенной рекомбинации атомов на поверхности твердых тел
1.7 Математическая модель гетерогенной рекомбинации атомов
1.8 Аккомодация энергии твердым телом
1.9 Радикалорекомбинационная люминесценция полупроводников
1.10 Критические эффекты в гетерогенных химических реакциях..
1.11 Методы исследования поверхности и процессов на границе твердых тел и активных газов
1.12 Постановка задачи
ГЛАВА 2 МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ
ИССЛЕДОВАНИЙ
2.1 Экспериментальная установка
2.2 Образцы
2.3 Методика эксперимента
3 КИНЕТИКА РАДИКАЛОРЕКОМБИНАЦИОННОЙ ЛЮМИНЕСЦЕНЦИ КРИСТАЛЛОФОСФОРОВ, ВОЗБУЖДАЕМОЙ
«ПАКЕТОМ» АТОМОВ ВОДОРОДА БОЛЬШОЙ ПЛОТНОСТИ
3.1 Введение
3.2 Электронное возбуждение кристаллофосфоров «пакетами» атомов водорода различной плотности
3.2.1 Метод ограничения диффузионного расплывания «пакета» активных частиц газа
3.2.2 Экспериментальные результаты
3.3 Влияние температуры на инициируемое «пакетом» атомов водорода свечение люминофоров
3.4 Механизмы реакций гетерогенной рекомбинации атомов водорода на поверхности кристаллофосфоров СаО-Мп, 2п8-Си и гпЬ-Тт, ответственные за возбуждение РРЛ
3.5 Нелинейные эффекты при электронном возбуждении люминофора 2п8-Си атомарным водородом
3.6 Механизмы возбуждения радикалорекомбинационной люминесценции кристаллофосфоров «пакетом» атомов водорода
3.7 Автоколебания при рекомбинации атомов водорода на
поверхности меди
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность проблемы. Успехи микроэлектроники во многом базируются на фундаментальных исследованиях физики поверхности твердого тела. Разнообразные электронные, атомные и молекулярные процессы, разыгрывающиеся на поверхности твердых тел, интересуют специалистов в области конструкционных материалов, оптиков, радиофизиков. Столь же значимы проблемы поверхности и для химии. Поверхностные молекулярные и химические процессы играют основную роль в явлениях гетерогенного катализа, адсорбции, электрохимии и коррозии материалов. Биологи, биофизики, био- и геохимики интенсивно изучают сложные межфазные процессы в мембранах клеток, в пористых органических и неорганических веществах. Различные явления и процессы, протекающие на поверхности твердых тел, служат основой многих высокотехнологичных производств. Большое значение имеют технические аспекты применения поверхностных явлений, особенно в областях электронной и космической техники. Многие полупроводники являются катализаторами химических реакций. Адсорбционные и каталитические свойства поверхности представляют интерес для химической промышленности.
Свойства поверхности, природа физико-химических процессов, протекающих на ней, роль внешних факторов в полной мере еще не раскрыты. Научиться управлять свойствами поверхности - одна из задач микроэлектронной промышленности.
Существует много различных способов исследования как самих процессов, протекающих на границе твердых тел и газов, так и поверхности твердых веществ в отдельности. Большую группу составляют методы, основанные на изучении явлений, возникающих при взаимодействие атомов и молекул с поверхностью. Эти явления сложны и многообразны, они несут информацию о процессах, происходящих на границе твердых тел и активных газов. Для контроля состояния поверхности твердых тел применяют методы дифракции элек-

но [42].
В 1973 г. Дяттто и Ван Какенберж [47] при изучении реакции окисления СО обнаружили автоколебания температуры платиновой нити и автоколебания фототока на кремниевом электроде, покрытой платиновой пленкой. Авторы [47] объяснили автоколебания в терминах адсорбционного механизма, в котором выделение тепла при протекании реакции приводит к резкому увеличению покрытия поверхности кислородом. Хотя расчетные колебания [48] покрытия поверхности кислородом имеют периоды близкие к периодам колебания фототока [42], даваемые моделью амплитуды колебаний температуры поверхности катализатора были слишком велики, чтобы говорить о удовлетворительном согласии расчета и эксперимента. К тому же эта модель, по-видимому, не в состоянии описать автоколебания с длительными периодами (десятки минут).
В работах группы Барелко [49 - 51] исследовались изотермические критические эффекты в ряде реакций полного окисления на платине с помощью созданного в этой группе компенсационного электротермографа - прибора, позволяющего исключить влияние теплового фактора. Для интерпретации критических эффектов была предложена феноменологическая модель разветвленной реакции: реакционный акт на активном центре катализатора сопровождается выделением энергии, приводящим к образованию новых активных центров. В качестве активных центров рассматриваются перешедшие в адсорбированное состояние атомы кристаллической решетки металла либо вакансии, образующиеся в результате такого перехода. Активные центры могут гибнуть в результате возвращения адатома в решетку, его сублимации и т.д. [52].
В работах [53, 54] авторы считают, что причина автоколебаний, возникающих в различных каталитических системах имеет скорее физическую природу нежели химическую. В основу предлагаемой в этих работах модели «пушистой проволоки» («fuzzy wire») положен ряд экспериментальных фактов, в частности, что предварительная тепловая обработка платиновой нити-катализатора приводит к возникновению на поверхности грубых пористых вы-