Адсорбция на атомарно-чистых поверхностях

Исследования атомарно-чистой поверхности важны для понимания свойств границы раздела кристаллов. По-видимому, нач. стадии адсорбции и роста кристаллов (см. Кристаллизация) определяются свойствами реконструированных границ раздела [5]. [c.325]

Адсорбция на атомарно-чистых поверхностях. Несмотря на большое число исследований влияния адсорбции на свойства атомарно-чистых поверхностей, мы еще недостаточно знаем о механизме протекающих процессов. Информация о влиянии адсорбции получалась, в основном, из структурных исследований и данных спектроскопии. Прямых измерений величин адсорбции и теплот адсорбции еще очень мало, что связано со значительными трудностями проведения экспериментов и необходимостью получения дисперсных образцов с достаточной для адсорбционных методик величиной поверхности. В наиболее полном виде такие измерения удалось провести на дисперсных образцах непористого графита. [c.230]

Рис.7.7. Зависимость дифференциальной теплоты адсорбции (1), электропроводности а 2), термоэдс г(3) и термоэлектронной работы выхода Фг(4) от количества кислорода адсорбированного на атомарно-чистой поверхности графита [35]

Эксперименты на различных полупроводниках убедительно свидетельствуют, что концентрация пустых ПЭС (слабая форма связи по ЭТХ) обычно на 1-2 порядка ниже концентрации поверхностных атомов. Данные спектроскопии прямо указывают на участие дефектов в образовании хемосорбционных комплексов, составляющих основу ПЭС. В случае атомарно-чистых поверхностей (п.5.1.1) адсорбция ничтожного количества ионов (<10 2 см 2) приводит к ее глобальной перестройке. [c.247]

Был произведен ряд экспериментов [20—23] по адсорбции водорода на германии. Чистые поверхности германия получались ионной бомбардировкой с последующим отжигом образца при высокой температуре [20], помолом германия в вакууме 21], а также восстановлением двуокиси германия водородом [23]. Было обнаружено, что молекулы водорода не адсорбируются германием ни при комнатной температуре, ни при 100° С (<10 монослоя), однако атомарный водород адсорбируется в виде монослоя. Эти факты приводят к выводу о том, что молекулярные состояния отделены от адсорбированных состояний водорода высоким потенциальным барьером. [c.25]

Водород может поступать в металл не только путем физической адсорбции молекулярного водорода на поверхности металла, но и путем осаждения атомарного водорода Н+, который в чистом виде или связанный с нейтральными молекулами содержится, например, в растворах электролитов и воде. Кроме того, водород может выделяться при химических и электрохимических реакциях, происходящих на поверхности металла. Наиболее благоприятные условия для протекания процессов поглощения водорода имеются в конце трещины, на малом участке поверхности свежего металла, не покрытого защитной окисной пленкой. Поэтому влияние влаги и водорода наиболее существенно в процессе докритического роста трещины инкубационным период весьма существенно зависит от состояния поверхности гладкого образца, а при наличии надреза — от его остроты. [c.367]

На напыленных пленках германия адсорбция водорода сопровождается увеличением проводимости р-типа [24, 25], пара-орто-водородной конверсией и Нг—Ог-обменом [26]. Так же как и германий, чистые кремниевые поверхности адсорбируют атомарный водород (но не молекулярный) с образованием монослоя, увеличивая его работу выхода до 0,4 эВ [28]. [c.26]

Рис.5.2. а. Сигналы ЭПР ся атомарно-чистых поверхностей графита, кре.мния и германия. б, в. Схемы регибридизаиии связей при адсорбции. Узкий сигнал ся графита вызван л-элек-тронами [Р8] [c.154]

Распространенное до 70-х годов мнение о высокой реакционной способности атомарно-чистых поверхностей полупроводников также не нашло подтверждения. Об этом свидетельствуют имеюшие-ся в литературе данные по коэффициентам прилипания к,, а также по адсорбции такого активного газа, как кислород (см. п.7.3.2). Например, при ЗООК для 51 к, = 10 2, Ое — 10 , Са5Ь — 10 и для соединений А В — 10 2. В противоположность этому величина к, аля графита близка к единице, при взаимодействии с кислородом регистрировалось появление сигнала ЭПР от радикальных форм кислорода. [c.155]

Координационные связи, которые типичны для атомов переходных элементов, имеют то же происхождение, что и ДАС, но в образовании связей участвуют локализованные внутренние с1 и/орбитали атома, благодаря чему число координированных вокруг адсорбционного центра атомов (молекул)-лигандов превосходит число обычных валентных связей. Делокализация электронов связей охватывает весь комплекс и носит трехмерный характер. Поэтому такие связи уже не могут быть описаны с помощью локализованных атомных орбиталей комплекса. Полезные сведения о строении таких поверхностных комплексов могут быть получены методами теории кристаллического поля или поля лигандов (см. п.4.4.5). Спектры ЭПР и оптические спектры в области УФ дают важную информацию о расщеплении < (/)-уровней атома поверхности М в поле адсорбированной молекулы-лиганда — рис.4.16. Используя эти экспериментальные данные, а также спектры УФС УР для атомарно - чистых поверхностей диэлектриков и металлов удалось построить разумные, не противоречащие эксперименту, модели поверхностных орбиталей и возникающих при адсорбции молекулярных комплексов. [c.215]

По-видимому, тот же механизм окисления имеет место и в случае атомарно-чистых поверхностей кремния и германия. Начальные интефальные теплоты адсорбции О2 на Si ( 850 кДж моль ) не сильно отличаются от энергии образования силоксеновых связей >Si=0. Возникновение таких комплексов позднее было подтверждено данными ЭОС, СЭПЭ, РФЭС и рентгеновской спектроскопии (ПТСРП). Вопреки распространенному мнению, что первичными центрами адсорбции О2 являются оборванные связи кремния Si [c.232]

Окисление атомарно-чистых поверхностей на начальных стадиях оказывается далеко не элементарным процессом. В экспериментах по адсорбции От на атомарно-чистой поверхности германия в "сверхсухом кислороде, при коэффициенте зафязнения = 6 -105 молекул см 2 (что на 5—6 порядков ниже зафязнений при работе с монокристаллами в электронных спектрофафах) не обнаружено вьщеление сколько-нибудь заметной теплоты адсорбции и изменения электропроводности. Коэффициент прилипания кислорода оказался близким к нулю. Однако, если в рабочую ампулу напустить кислород, осушенный обычным способом, то наблюдается нормальная необратимая адсорбция, коэффициент прилипания 10" . Это указывает на то, что необходимо присутствие незначительного количества атомов-промоторов (скорее всего молекул Н,0), которые инициируют первые акты окисления. Такой же эффект наблюдался и в коррозии металлов. Не исключено, что координационные связи молекул Н2О с последующей их диссоциацией стимулируют процесс окисления, который может иметь цепной характер. [c.233]

Неэлементарный механизм первичной стадии адсорбции проявляется и на атомарно-чистой поверхности фафита. Полностью необратимая изотерма адсорбции кислорода должна иметь Г-образный вид и выходить на насыщение после заполнения всех первичных центров. Однако из рис.7.6 видно, что после заполнения этих центров (я = МО центров см-2) величина адсорбции все же зависит от давления. Последнее нельзя объяснить замедленной кинетикой, величина Па сохранялась неизменной в течение 5-6 дней. Эффект нельзя было объяснить также примесями в газовой фазе, что контролировалось с помошью масс-анализа. Оказалось, что если прервать адсорбцию в любой точке изотермы, то она полностью необратима. Но если в ампулу напустить свежий кислород до того же давления, то наблюдается заметная дополнительная адсорбция. При циклической замене газовой фазы можно при низком давлении (= 1 тор) постепенно достигнуть максимального заполнения. Аналогичная картина наблюдалась и при адсорбции хлора и водорода. Летучие продукты взаимодействия адсорбатов с графитом ингибируют процесс адсорбции, благодаря обрыву цепной реакции (Семенов, 1958). [c.233]

Многочисленные эксперименты показывают, что на атомарно-чистых поверхностях тугоплавких металлов величина Е -,/ составляет 5-20 % от энергии теплоты адсорбции. Она всегда меньше, чем для объема Рис.8.19. Диффузия атомов рения на поверх- твердого тела. Предэкспо-ности (211) при Г = 327К, зафиксирован- ненциальный множитель Дэ ная с помощью полевого ионного микроско- ц выражении (8 9) для попа. Временной интервал между последова- верхности металлов имеет тельными изображениями равен 60 с [10 т 1 [c.272]

Максвелл и Грин [28] обнаружили, что кислород адсорбируется на поверхности (111), уже покрытой атомарным водородом. Однако кинетика адсорбции кислорода сильно отличается от адсорбции кислорода на чистой поверхности (111) германия. Начальная скорость адсорбции значительно меньше, а предельная адсорбция существенно больше. Образование воды в ходе адсорбции кислорода не было обнаружено. Что происходило с адсорбционным водородом, трудно сказать. Возможно, в процессе адсорбции кислорода образовывались гидроокисные или гидроперекисные комплексы. [c.166]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...