Элементарные процессы при электронном возбуждении кристаллофосфоров диссоциированными газами

• Автор: Рогожина, Татьяна Сергеевна
• Шифр специальности: 01.04.10
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Курск
• Количество страниц: 117 с.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1 ВЗАИМОСВЯЗЬ МОЛЕКУЛЯРНЫХ И ЭЛЕКТРОННЫХ ПРОЦЕССОВ НА ПОВЕРХНОСТИ ПОЛУПРОВОДНИКОВ
1.1 Электронное возбуждение полупроводников в актах химических превращений на поверхности

1.2 Поверхность полупроводников

1.2.1 Структура поверхности

1.2.2 Свойства атомарно-чистых поверхностей полупроводников

1.2.3 Свойства реальных поверхностей полупроводников

1.2.4 Поверхностные электронные состояния

1.3 Адсорбция атомов и молекул

1.4 Механизмы гетерогенных реакций на поверхности полупроводников
1.5 Радикалорекомбинационная люминесценция
1.6 Динамический эффект гетерогенной химической реакции
1.7 Постановка задачи
ГЛАВА 2 МЕТОДЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССОВ НА ГРАНИЦЕ ТВЕРДЫХ ТЕЛ И ГАЗОВ
2.1 Экспериментальная установка
2.2 Образцы
2.3 Методика эксперимента
ГЛАВА 3 ЭЛЕМЕНТАРНЫЕ АКТЫ ХИМИЧЕСКИХ ПРЕВРАЩЕНИЙ НА ГРАНИЦЕ ТВЕРДЫХ ТЕЛ И АКТИВНЫХ ГАЗОВ, СОПРОВОЖДАЮЩИЕСЯ ВОЗБУЖДЕНИЕМ ЛЮМИНЕСЦЕНЦИИ КРИСТАЛЛОФОСФОРОВ
3.1 Введение
3.2 Кинетика и механизм гетерогенной рекомбинации молекул СО и атомов О на поверхности твердых тел
3.3 Роль хемосорбированных атомов и молекул реагирующих
веществ в ускорении ответственных за возбуждение РРЛ реакций
3.3.1 Г етерогенная химическая реакция Н + Н —»Н
3.3.2 Гетерогенная химическая реакция СО + О —» С
3.4 Влияние плотности электронного возбуждения поверхности на выход РРЛ кристаллофосфора 2п8-Си в среде атомарного водорода
3.5 Проверка применимости установленных в опытах закономерностей к теоретическому описанию других поверхностных химических процессов (на примере гетерогенной
реакции 2Н2 + 02 —> 2Н20 на платине)
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность проблемы. Дальнейшее развитие и совершенствование таких отраслей современной науки, как микро- и наноэлектроника, каталитическая химия, космическое материаловедение, порошковая металлургия, оптика и т. п. невозможно без знания процессов, протекающих на границе твердых тел и активных газов. Информация о таких процессах представляет интерес не только с исследовательской точки зрения, но и с точки зрения практического применения возникающих явлений.
Современная технология производства элементов радиоэлектронной аппаратуры требует знания явлений и процессов, происходящих в тончайших поверхностных слоях материалов. Эта технология включает очистку поверхностей, процессы конденсации, испарения, адсорбции, десорбции, которые приводят к формированию поверхности электрических элементов с соответствующими значениями параметров. Последующий период эксплуатации электронных схем приводит к изменению этих параметров за счет различных физикохимических процессов, происходящих на поверхности. Следствием таких процессов может быть существенное изменение параметров электронной схемы. Учет поверхностных явлений играет большую роль в обеспечении надежности элементной базы современной электронной техники.
Особое значение физика поверхностных явлений приобретает в связи с бурным развитием электроники. Микро- и оптоэлектроника неудержимо стремится к увеличению степени интеграции твердотельных систем переработки информации и к резкому уменьшению размеров отдельных компонентов этих систем. Зарождается нано- и молекулярная электроника; размеры элементов интегральных схем начинают приближаться к размерам малых кластеров из атомов и молекул. При этом число частиц в поверхностной фазе начинает приближаться к количеству частиц в объемной фазе. Так, для частиц с размером б» 10 нм 30% атомов находится на поверхности и 70% - в объеме. Свойства поверхностной и объемной фаз становятся взаимосвязанными и их нельзя рассматривать изолированно. Поэтому, несомненно, что прогресс в области наноэлектроники тесно связан с успехами физико-химии поверхности.

Ж + 2Ъ-^->Ш, + {Ш)^-±К2+2Х, (Б)
где V;, V; - константы скорости прямой и обратной реакций.
В ударном механизме Или-Ридила (А) налетающий из газовой фазы атом рекомбинирует с хемосорбированным атомом, вариант (В) предполагает задержку молекул на поверхности и их равновесную десорбцию, в механизме Ленгмюра-Хиншельвуда (С) реакция протекает путем рекомбинации между хемосорбиро-ванными атомами [34 - 38]. Механизм (Б) предполагает участие в актах рекомбинации атомов, находящихся в состоянии физической адсорбции [39 - 50].
1.5 Радикалорекомбинационная люминесценция
Современное определение люминесценции основано на формулировке, предложенной С.И. Вавиловым: люминесценция - это спонтанное избыточное над тепловым излучение света с длительностью послесвечения большей периода световой волны. Люминесценцию можно условно разделить на 3 стадии: возбуждение или ионизация центров свечения, пребывание центров свечения в возбужденном или ионизированном состоянии, излучение света. Если ионизация или возбуждение центров свечения происходит в результате химической реакции, протекающей на поверхности полупроводника, то в этом случае говорят о хемилюминесценции.
Для того, чтобы два атома прорекомбинировали, необходим третий партнер, который должден отвести энергию, выделяющуюся при образовании молекулы. Эту функцию выполняет поверхность, отводящая энергию, выделяющуюся при рекомбинаци атомов и радикалов. Эта энергия расходуется на нагревание твердого тела, у кристаллофосфоров она может быть передана центрам свечения [1, 2, 51]. Свечение, возникающее в результате соединения на поверхности кристаллофосфоров свободных атомов и радикалов, независимо от способа их получения, называют радикалорекомбинационной люминесценцией (РРЛ) [4, 52, 53].
Взаимодействие атомарного водорода или диссоциированного углекисло-