Электрохимия полупроводников. Батенков В.А. - 34 стр.

тодного тока. В зависимости от этих факторов и типа проводимости полупроводника переход
электронов будет происходить в основном или через валентную зону, или зону проводимости, а
при широкой запрещенной зоне полупроводника – через поверхностные уровни [13].
     В общем случае возможно направленное прохождение электронов через границу разде-
ла электрод – электролит, несопровождающееся их химическим взаимодействием с атомами,
ионами, молекулами, т.е. не связанное с превращением вещества. Ток, который переносится
электронами не только в электроде, но и в электролите, называется электронным, или "нефа-
радеевским" током. Он связан с электронной, а не ионной проводимостью электролитов. В
достаточно концентрированных водных растворах при низких потенциалах этот ток, по
сравнению с ионным током, пренебрежимо мал. Однако электронный "нефарадеевский" ток
может быть заметным при высоких или быстрых изменениях напряжения (высокая частота),
а также в присутствии на границе раздела электрод – электролит промежуточной твердой
фазы поверхностных соединений, например, оксидов. Это связано с тем, что электронная
проводимость таких слоев значительно больше ионной, так как подвижность электронов в
твердой фазе на 4-5 порядков больше подвижности ионов.
      Ток обмена. При равновесии число положительных зарядов, переносимых частицами в
единицу времени из электрода в электролит (анодный ток Ia), должно быть равно числу заря-
дов, переносимых частицами за то же время из электролита в электрод (катодный ток Ik):
     ioa = |iok| = io = I o / S,                                                 (1.23)
где и i k – соответственно плотность анодного и катодного тока при равновесии; iо – плот-
   ioa   o

ность тока обмена; I o – тока обмена; S – площадь электрода.
     Обычно плотность тока рассчитывается на геометрическую площадь квадрата, прямо-
угольника, круга и т.п. Реальная (физическая) площадь электрода из-за шероховатости его
поверхности может быть заметно больше, иногда во много раз.

     1.2.4. Стадии электродных процессов

      В общем случае электродный процесс слагается из ряда последовательных стадий: под-
вод частиц электролита и электронов электрода к границе раздела фаз или отвод их в объем
фаз, сольватация – десольватация и сорбция – десорбция частиц электролита у поверхности
электрода, переход электронов через фазовую границу, образование на электроде новой
твердой фазы, деструкция материала электрода, продуктов реакции, растворение продуктов
реакции. Эти стадии также могут состоять из отдельных элементарных актов.
      Пример. Стадии процесса анодного растворения германия: подвод частиц электролита к
поверхности германия, их десольватация, сорбция на поверхности германия, образование дефек-
тов (пазонов) в ковалентных связях поверхностных атомов полупроводника, частичная или пол-
ная ионизация атомов германия, образование ими продуктов окисления, растворение этих про-
дуктов (сольватация, комплексообразование, доокисление) и отвод их в объем раствора.
      Общая скорость всего электродного процесса зависит от скорости последовательной
стадии, протекающей с наибольшими затруднениями и оказывающей наибольшее сопротив-
ление суммарному процессу. Эта стадия называется контролирующей. Иногда такую стадию
называют "замедленной", "протекающей с замедленной скоростью". Это неправильно, так
как в стационарном процессе, например, при прохождении через систему электрод – элек-
тролит тока постоянной величины при неизменном значении установившегося электродного
потенциала, скорости протекания всех стадий одинаковы.

     1.2.5. Электродная поляризация, перенапряжение

     Степень затруднения при протекании той или иной стадии электродной реакции опре-
деляется величиной поляризации электрода или перенапряжения. Ниже приведены термино-
логия и классификация поляризационных явлений, предложенная в 1950 году К. Бонгоффе-
ром, Х. Геришером, К. Феттером [12] и изложенная Л.И. Антроповым в [1].

                                            34