Электрохимия полупроводников. Батенков В.А. - 35 стр.

      Поляризация электрода ∆Е – это отклонение потенциала электрода Ei под действием
внешнего тока от его равновесного или стационарного значения Est, когда причина, вызы-
вающая это отклонение, неизвестна: ∆E = Ei – Est. Электродная поляризация относится к
суммарному эффекту затруднений, возникающих в отдельной фазе или на границе фаз. Так,
различают активационную, концентрационную и омическую поляризацию.
      Активационная поляризация ∆Eact обусловлена конечной скоростью перехода заря-
дов через границу электрод – электролит и поверхностными процессами (сольватация, сорб-
ция, построение – разрушение кристаллической решетки электрода).
      Концентрационная поляризация ∆Еcon зависит от изменения концентрации (активно-
сти) частиц отдельной фазы (электролит, полупроводник), которые участвуют в реакции или
реакциях, определяющих равновесный или стационарный потенциал электрода.
      Омическая поляризация ∆Еom связана c омическим сопротивлением материала элек-
трода, электролита и особенно поверхностных пленок продуктов окисления материала элек-
трода (обычно оксидов), имеющих высокое удельное сопротивление.
      Перенапряжение η (эта) – отклонение потенциала электрода Ei под действием внеш-
него тока от его равновесного значения Е, связанное с затрудненным ходом определенной
стадии суммарного электродного процесса: η = Ei – E.
      Ниже приведена схема классификации различных видов электродной поляризации,
перенапряжений и показана их взаимосвязь.

                           ЭЛЕКТРОДНАЯ ПОЛЯРИЗАЦИЯ

           Активационная               Концентрационная            Омическая
      П    е   р   е   н   а   п   р    я   ж    е   н   и   е
    Электрохимическое Фазовое Диффузионное Химическое Электрод Электролит
               ηэх               ηf            ηd               ηx         ∆Еed ∆Еel
     (η1, ηo, η2, ηsol, ηad) (ηf,k, ηf,a) (ηd,el, ηd,ed ) (ηx,gom, ηx,get)


     Электрохимическое перенапряжение ηэх связано с затруднениями (активационный
барьер) при переходе электрона или иона через фазовую границу электрод – электролит. При
этом переходе происходит окисление, обычно ионизация атома, от которого уходит электрон,
или восстановление атома, к которому он переходит, например, разряд катиона. Поэтому
электрохимическое перенапряжение также называют перенапряжением стадии разряда – ио-
низации, перенапряжением перехода. На величину этого перенапряжения существенно
влияют строение границы раздела электрод – электролит, а также процессы сорбции – де-
сорбции, сольватации – десольватации. Учитывая отдельные элементарные акты, можно раз-
личать перенапряжение перехода электрона через ОПЗ полупроводника η1, слой Гельмголь-
ца ηo, диффузный слой электролита η2, а также перенапряжение, контролируемое процесса-
ми сольватации – десольватации ηsol, с орбции – десорбции ηad.
     Фазовое перенапряжение ηf связано с затруднениями в стадии образования твердой
фазы на электроде при катодном восстановлении частиц ηf,k или в стадии разрушения мате-
риала анода (электрода, твердых продуктов его окисления) при анодном окислении ηf,a.
     Диффузионное перенапряжение ηd обусловлено разностью (градиентом) концентра-
ций электроактивных частиц в объеме раствора и у поверхности электрода (внешняя граница
заряженного слоя) ηd,el или носителей тока в объеме полупроводника и у внешней границы
ОПЗ ηd,ed (el – electrolyte, ed – electrode).
     Химическое перенапряжение (перенапряжение реакции) ηx возникает при медленном
протекании химической гомогенной ηx,gom или гетерогенной реакции ηx,get, поставляющей
участников электродного процесса.

                                            35