Механизмы и кинетика радиационно-химических процессов на поверхности ионных кристаллов

• Автор: Александров, Александр Борисович
• Шифр специальности: 02.00.09
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Ленинград
• Количество страниц: 218 c. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение
1. Анализ современных представлений о свойствах индивидуальных компонентов гетерогенной системы щелочногалоидный кристалл воздух

1.1. Структура и объемные свойства щелочногалоидных кристаллов.

1.2. Структура и энергетические характеристики поверхности щелочногалоидных кристаллов

1.3. Радиационные и фотохимические процессы на поверх

ности щелочногалоидных солей .

1.4. Радиационнохимические процессы в воздухе

2. Объекты и методы эксперимента .

2.1. Подготовка объектов исследования .

2.2. Дозиметрия источников излучения. Методы анализа облученных щелочногалоидных солей
3. Радиационнохимическое окисление поверхности щелочных
иодидов
3.1. Спектральнохимическое определение продуктов окисления щелочных иодидов . . .
3.2. Природа оксиданта и стехиометрия гетерогенного окисления
3.3. Кинетические закономерности процесса .
3.4.Исследование радиационного окисления иодида рубидия .
3.5. Радиационное окисление иодидов натрия и цезия . .
4. Моделирование процесса радиолиза воды на поверхности щелочногалоидных кристаллов .
4.1. Определение природы активных частиц .
4.2. Оценка диффузионного смещения свободных электронов
и дырок до рекомбинации.
4.3. Экспериментальное определение глубины выхода
электроннодырочных пар .
4.4. Взаимодействие воды с решеточными возбуждениями .
4.5. Радиолиз воды на поверхности кристаллов хлорида и бромида калия .
Стр.
5. Термостимулированная люминесценция щелочногалоидных дисперсий
5.1. Влияние состояния поверхности на термостимулированную люминесценцию кристаллов
5.2. Зависимость светосуммы люминесценции от радиуса кристаллов.
5.3. Экспериментальное исследование поверхностной локализации электронных центров
6. Механизм радиационностимулированного нитрования поверхности ионных кристаллов
7. Перспективы практического использования результатов исследования
Заключение
Список литературы


Так, во фториде кальция при 0 К
холловская подвижность дырок составляет смВс , хотя с точки зрения реориентационных скачков Ук центров она не должна превышать Ю см2Вс. Аналогичная картина наблюдается в ЫНСб . В интервале температур 00 К скорость
термического разрушения Ук центров оказывается на 4 порядка выше, чем вычисленная в предположении о реориентационных скачках . Таким образом, экспериментальные результаты свидетельствуют, что терыоактивированное движение дырок наряду с реориентационной диффузией включает также большие скачки, связанные с переходами дырки из состояния Х2 в состояние зонной дырки, или полярона большого радиуса Х , и экспериментальные значения коэффициентов диффузии, повидимому, относятся именно к последнему характеру движения, вносящему наибольший вклад в смещение частиц. Величина смещения дырки за все время жизни до аннигиляции с электроном или до устойчивой локализации на активаторном центре является исключительно важной характеристикой для оценки вероятности ее выхода на поверхность. Очевидно, что в случае активированных кристаллов время миграции дырки тем меньше, чем больше концентрация примеси, и оценки смещения дырки до захвата на активатор, составляющие 2 постоянных решетки 7 м , , по сравнению с чистыми кристаллами занижены. Кроме того, полученные оценки относятся к области температур нике температуры делокализации центров, тогда как при больших температурах взаимодействие дырки с примесным центром, повидимому, может не приводить к ее локализации, либо приводить только к временной задержке на активаторе, что также увеличивает длину диффузионного смещения дырки за время жизни до рекомбинации,
которое будет определяться, в основном, концентрацией электронных центров. Таким образом, в настоящее время, повидимому, нет экспериментальных доказательств миграции свободных электронных возбуждений в ЩГК на расстояния, превышающие постоянных решетки. В то же время не существует и фундаментальных теоретических моделей, запрещающих смещение электронов и дырок за время жизни до рекомбинации на значительно большие расстояния или выход свободных носителей поверхности из глубоких более Ю6 м слоев объема кристаллической решетки. Исследования атомарной и электронной структуры поверхности щелочногалоидных кристаллов представляют несомненную важность для понимания механизмов хемосорбции и катализа, кинетики взаимодействия дефектов и решеточных возбуждений на поверхности как между собой, так и с адсорбатом. Экспериментальные данные об атомарной структуре поверхности ионных кристаллов , подтверждают теоретические расчеты, проведенные для поверхности 0 гранецентрированных кубических ЩГК , 5 эти кристаллы обладают нереконструктирующей поверхностью, искажение которой по сравнению с идеальной сводится лишь к релаксации, т. Наименьшей поверхностной энергией для ЩГК со структурой . С обладает грань 0 которая является и наиболее вероятной гранью, возникающей при росте или раскалывании кристалла. Поверхность многих кристаллов, прогретых в вакууме при 00К, содержит ступени, образующие спирали, аналогичные полигонизационным спиралям роста , и плотность ионов на ребрах таких спиралей достигает I7 м2. Экспериментальных исследований электронной структуры реальной поверхности ЩГК и ее влияния на электронную структуру прилежащего к поверхности объема решетки явно недостаточно. Повидимому, единственным на настоящий момент соединением, для которого это влияние установлено однозначно, является иодид рубидия. Показано, что спектры поглощения кристалла в экситонной области зависят от толщины образца. А в результате проявления уровней поверхностных состояний величина сдвига достигает 0,1 эВ . Существуют также оценочные данные, основанные на результатах исследования оптического поглощения центров в микрокристаллах фторида и хлорида натрия, показывающие, что энергия поглощения полосы вблизи поверхности, повидимому, несколько меньше, чем в объеме, сдвиг максимума поглощения приповерхностных центров в хлориде калия не превышает 0, эВ .