Термодинамика и кинетика процесса перехода частиц через межфазовые границы полупроводник/газ (вакуум) и металл/полупроводник : На примере халькогенидов меди и серебра

• Автор: Крживицкая, Жанна Эдуардовна
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Екатеринбург
• Количество страниц: 126 с.

СОДЕРЖАНИЕ

Список принятых обозначений и сокращений

Введение
Обзор литературных данных по исследованию кинетики диссоциации полупроводниковых соединений.

Постановка задачи

Глава 1. .Экспериментальное исследование процесса диссоциации в вакуум соединений переменного состава Ме2Х МеСи, Эе.

1.1. Кристаллическая структура и электрофизические свойства исследуемых соединений

1.2. Методика и объекты экспериментальных исследований.

1.2.1. Обоснование методики эксперимента.

1.2.2. Описание методики измерений и экспериментальной установки.

1.2.3. Методика синтеза образцов.

1.3. Экспериментальные результаты исследования процесса диссоциации в вакуум соединений ртипа Си2Х Х8, Бе.
1.3.1. Измерение скорости диссоциации
1.3.2. Изменение массы образца Сще при отжиге в вакууме.
1.3.3. Изменение параметра элементарной ячейки Сще при отжиге в вакууме
1.4. Экспериментальные результаты исследования процесса диссоциации в вакуум соединений птипа АХ X Б, Бе.
1.4.1. Система АБевакуум.
1.4.2. Система Авакуум
1.4.3. Влияние электромагнитного излучения на скорость диссоциации сульфида серебра.
Выводы к главе 1.
Глава 2. Реконструкция поверхностных слов соединений переменного состава МеХ МеСи, Х8, Бе.
2.1. Обзор литературных экспериментальных данных
2.2. Влияние электронных и ионных дефектов на фазовый состав поверхностных слов соединений 2X.
2.2.1. Система вакуум
2.2.2. Система
2.2.3. Система Си2Хвакуум X, .
Выводы к главе
Глава 3. Модель перехода частиц халькогена через межфазовую границу
Ме2Хгаз вакуум , X, .
3.1. Определение вида частиц халькогена, пересекающих межфазовую границу Ме2ХХ вакуум в процессе диссоциации тврдой фазы
3.2. Термодинамические параметры процесса переноса частиц халькогена через межфазовую границу Ме2Хгаз вакуум.
3.2.1. Определение энергии активации процесса диссоциации соединений МеХ.
3.2.2. Сравнение энергии активации с изменением энтальпии реакции перехода халькогена через межфазовую границу Ме2йХгаз
3.2.3. Модель процесса диссоциации халькогенидов меди и серебра
Выводы к главе
Глава 4. Исследование явлений переноса ионов и электронов через межфазовую
границу МеМе2йХ , X, .
4.1. Состояние проблемы и постановка задачи
4.2. Методика эксперимента.
4.3. Экспериментальные результаты и их обсуждение
Выводы к главе 4.
Заключение.
Список литературы


Можно полагать, что значительные изменения концентрации дефектов в пределах области гомогенности повлекут за собой изменение структурных и химических свойств поверхности тврдой фазы, что, в свою очередь, должно огразиться на скорости, и, возможно, механизме процесса перехода частиц через межфазовую границу. И, наконец, для халькогенидов меди и серебра существуют электронные фильтры СиВг и Асоединения, обладающие чисто ионной проводимостью при тех же температурах, при которых существуют 3фазы выбранных соединений. Наличие таких фильтров дат возможность использовать электрохимические ячейки для контролируемого изменения состава халькогенидов и поддержания его постоянным в ходе эксперимента. При этом с высокой точностью КГ6 В измеряются химические потенциалы компонентов фазы. Термин транспортные свойства поверхности означает в контексте данной работы пропускную способность поверхности при пересечении е частицамикомпонентами тврдого тела или газовой фазы. Транспорт частиц через межфазовые границы полупроводникгаз вакуум и полупроводникметалл подразумевает последовательность процессов переход частицы из объма фазы на поверхность, обмен зарядом этой частицы с кристаллической решткой, латеральные взаимодействия между заряженными и нейтральными частицами и, в конечном итоге, уход частицы в газ вакуум или в соседнюю тврдую фазу. Обзор литературных данных по исследованию кинетики диссоциации полупроводниковых соединений. Процесс взаимодействия тврдого тела с газовой атмосферой, как и любой другой гетерогенный процесс, можно представить рядом последовательных стадий 1. Х7 крист гХ4 хем. Ху хем Хадс. Хадс Хадс. Хадс Хгаз 1. Стадия, которая проходит с наименьшей скоростью, определяет общую скорость перехода частиц через межфазовую границу. В экспериментах по исследованию свойств межфазовой границы тврдое телогаз редко удатся наблюдать эти стадии по отдельности. Поэтому в настоящее время важной задачей физики и химии поверхности является разработка экспериментальных методик, позволяющих выделить какуюлибо стадию, и получить е количественные характеристики в зависимости как от свойств тврдого тела, так и от свойств газовой фазы. Это позволит развить модельные представления о реакциях на поверхности тврдых тел, что даст возможность управлять свойствами поверхности. Скорость перехода частицкомпонентов тврдого тела через межфазовую границу тврдое телогаз пытались определить различными методами. Так, Рейнгольд и Зайдель 3 показали, что при сульфидировании серебра в парах серы или смеси НгН наблюдаются значительные отклонения от параболического закона окалинообразования, который выполняется в этом случае только при температуре около 3К. Так, например, при сульфидировании серебра при 9К оказалось, что скорость реакции практически не зависит от толщины слоя 2, изменившейся при этом в 5 раз. Было сделано заключение, что лимитирующим процессом является переход частиц через межфазовую границу пар серыАБ. Этот важный вывод оказался, однако, единственным в 3, так как данная методика не позволяла влиять на какуюлибо стадию процесса в отдельности, и поэтому механизм последнего не был раскрыт. Более детальное исследование процесса перехода частиц через межфазовую границу тврдое телогаз было проведено группой Соморджи 4. Они изучали скорости диссоциации монокристаллов сульфида и селенида кадмия в вакуум при высоких температурах К. Об изменении скорости диссоциации судили по изменению веса образца в ходе эксперимента. При этом были получены зависимости величины скорости диссоциации от предыстории образцов, которые отжигались либо в парах халькогена высокоомные, рИ Омсм, либо в парах кадмия низкоомные, р1 Ом см исследовались также соединения с промежуточным удельным сопротивлением р4 Омсм. В ходе экспериментов было обнаружено, что скорость диссоциации СбБ возрастает примерно в 5 раз при облучении поверхности образца светом с энергией квантов К2,4эв. Авторы предполагают, что при воздействии света в приповерхностном слое кристалла возникают электроннодырочные пары, которые могут быть захвачены поверхностными ионами серы или кадмия с образованием нейтральных частиц. Следовательно, этапом, определяющим скорость диссоциации СБ и СбБе, является реакция обмена зарядом частицы, вышедшей на поверхность, с кристаллом стадия 1.