Электрохимия полупроводников. Батенков В.А. - 50 стр.

     Анодная поляризационная кривая для полупроводника п-типа (рисунок 1.7, а).
     Она состоит из пяти участков, границы которых обозначены буквами от а до е.
     Участок 1. Состояние, близкое к равновесному или стационарному при i = 0. Плот-
ность тока поляризации меньше плотности тока обмена iо. Перенапряжение η ≈ 0.
     Участок 2 (тафелевский участок). Контролирующая стадия – ионизация (окисление),
связанная с переходом зарядов через фазовую границу. Взаимосвязь тока и перенапряжение
описывается уравнениями типа (1.28а), (1.34a), (1.49), (1.50), (1.51).
     Участок 3. Быстрое возрастание анодного перенапряжения. Выявляется предельный
анодный ток ia,l, связанный с предельным током пазонов в полупроводнике n-типа. Для диф-
фузионного перенапряжения пазонов должно выполняться уравнение (1.74). Положение уча-
стков 3 и 4 сильно зависит от вида полупроводника и концентрации носителей.
     Участок 4. В точке г при высоких перенапряжениях происходят пробой полупровод-
ника и связанная с ним генерация дырок. Соответственно растет общий анодный ток.
     Участок 5. Резкое возрастание перенапряжения. Оно может быть обусловлено: пре-
дельным диффузионным током частиц раствора – уравнения (1.57) или (1.64), (1.65); преде-
льным током химической реакции (1.77); стадией разрушения пленки поверхностных соеди-
нений (1.79); омическим падением напряжения в электроде (1.81), электролите (1.82) или в
пленке поверхностных соединений (1.83).
     Участок 6. Уменьшение тока при повышении напряжения (на рисунке 7, а отмечено стрелкой).
Оно связано с омической поляризацией – образованием плохо проводящей плёнки соединений.
     Для полупроводника р-типа, у которого пазоны (дырки) – основные носители тока,
анодные участки 3 и 4 должны отсутствовать или выявляться лишь при относительно высо-
ких плотностях тока для малолегированного р-типа.
     Катодная поляризационная кривая для полупроводника р-типа (рисунок 1.7, б).
     Она состоит из 5 участков, из них 1 и 2 аналогичны участкам 1 и 2 анодной кривой.
     Участок 2 (тафелевский участок). Контролирующая стадия – стадия разряда (восста-
новления). Описывается уравнениями (1.28b), (1.34b), (1.52), (1.53), (1.54).
     Участок 3. Быстро возрастает перенапряжение. Этот предельный катодный ток дол-
жен быть связан с предельным током электронов в полупроводнике. Положение участка 3
должно сильно зависеть от вида полупроводника и концентрации акцепторной примеси.
     Участок 4. Генерация электронов на поверхности полупроводника вследствие химиче-
ской реакции восстановления окислителей раствора, поверхностной генерации с участием Н2
или других примесей, явлений пробоя. Перенапряжение растет медленно.
     Участок 5. Быстрое возрастание перенапряжения, обусловленное аналогичными фа-
кторами, как и на участке б анодной кривой (рис.1.7, а). Исключение: при катодной поляри-
зации маловероятно омическое падение напряжения в пленке поверхностных соединений,
хотя иногда такое падение может быть из-за образования газовой пленки на катоде.


                                   Вопр ос ы

  1. Что такое электростатические потенциалы? Их разновидности.
  2. Из каких слагаемых состоит электрохимический потенциал?
  3. Почему электростатические потенциалы условны, а электрохимический потенциал
      отражает реальные явления?
  4. Какова взаимосвязь электрохимического потенциала электронов и уровня Ферми?
  5. Что такое работа выхода электрона? Какова её взаимосвязь с уровнем Ферми?
  6. В чём отличие строения границы раздела полупроводник – электролит и металл – электролит?
  7. Почему возникает область пространственного заряда (ОПЗ) в полупроводниках?
  8. Где и как располагаются слой Гельмгольца и слой Гуи?
  9. Что такое электродный потенциал? Какова его взаимосвязь с Гальвани-потенциалом?
  10. Почему Гальвани-потенциал измерить нельзя, а электродный потенциал можно?

                                             50