Электрохимия полупроводников. Батенков В.А. - 66 стр.

                                 ( = Ge ) 2  2 X − +2e+ → = Ge 2 X 2  2 Х − +2 е → Ge 2 X 4 → Ge 2 X 4 (el )
                                                                                          +
     2 ( − Ge • )
            |
                    →
            |


     Стадии:        12                              22                               32                 42                   (2.17а)
                    −        +
                                                    X − + e+                         X − + e+
      = Ge ••  2X+2 e→ = GeX             2       →          − GeX     3       → GeX 4 ( el ),

     Стадии:            14                               24                               34                                 (2.17b)
где • – несвязанные электроны; (el) – частицы, перешедшие в электролит.
      Параллельный процесс анодного растворения германия по схеме (2.17а) соответствует
суммарной реакции (2.15) и процессу анодного растворения германия до Ge (II) по схеме,
приведенной на рисунке 2.5. При этом стадия 14 эквивалентна стадии 1 схемы (рис. 2.5), ста-
дия 22 – стадиям 2а, 26, За, 36; стадия 32 – стадиям 3в, 3г; стадия 42 – стадии 4.
      Параллельный процесс по схеме (2.17b) соответствует реакции (2.16) и процессу анод-
ного растворения германия по схеме Геришера (рис. 2.4). Соответственно стадия 14 – это
стадия 2.11 схемы Геришера, стадия 24 – стадии 2.12а – 2.12в, стадия 34 – стадии 2.13.
      Процессы (2.17а) и (2.17b) – крайние случаи анодного растворения германия или в виде
димерных молекул германия (II), или мономолекул германия (IV). В общем случае возможно
анодное окисление и растворение германия до других полимерных частиц, а также сочетание
стадий процессов (2.17а) и (2.17b) в иной последовательности, например, по схемам: стадии
12 → 14 → 24 → 34, стадии 12 → 22 → 24 → 34 и т. п.
      Особо необходимо отметить следующее. На наш взгляд, в водных растворах стадии
анодного окисления германия и, по-видимому, других полупроводников и металлов идут с
обязательным участием, во-первых, ионов ОН– и радикала –О–, во-вторых, пазонов, т. е. с от-
торжением электрона из валентной связи поверхностного атома анода. Появление дефекта в
ковалентной связи поверхностных атомов анода (пазона) может быть обусловлено не только
влиянием сильного отрицательного поля радикала –О–, но и диффузионным током пазонов
(дырок) и процессами их генерации: в электрическом поле на поверхности анода и в ОПЗ,
при освещении, восстановлении инжектирующих окислителей и т. п. Необходимые для ре-
акции гидроксильные ионы могут содержаться в достаточном количестве в растворе (щелоч-
ном) или могут образовываться на поверхности анода в процессе диссоциации воды, пре-
вращаясь при образовании оксидов в связанные радикалы –О–. В схеме (2.17) в стадиях рас-
творения продуктов анодного окисления полупроводника (стадия 42 или 34) кроме ОН–-
ионов и воды могут участвовать другие растворители оксидов и соединения, образующие с
ионами германия более прочные комплексы, чем аквакомплексы.

     2.2.4. Природа коэффициента умножения тока
      Коэффициент умножения тока можно объяснить на основе молекулярного механизма
реакций, учитывая, что анодное растворение германия идет одновременно до Ge (II) и Ge
(IV) по двум параллельным процессам (2.15) и (2.16) или (2.17а) и (2.17b), которые отражают
общее число зарядов, участвующих в анодном окислении германия.
      На анодное окисление 1 моля германия по реакции (2.15) требуется 2F количества электри-
чества, по реакции (2.16) – 4F, в смешанном случае:
     Q = f 2 2F + (1– f 2 )4F = (1– 0.5 f 2 )4F,                                                                             (2.18)
где f 2 – доля реакции (2.15) в суммарной анодной реакции; F – число Фарадея.
     Коэффициент умножения тока α′ можно представить как отношение максимально
возможного количества электричества 4F, потребляемого при анодном окислении германия
по реакции (2.16), к количеству электричества, потребляемого в смешанном случае:
     α′ = 4F/Q = 1/(1 – 0.5 f 2 ).                                                                                           (2.19)
     То же самое выражение получим, если вместо количества электричества взять отноше-
ние максимальной плотности анодного тока, соответствующей реакции (2.16), к плотности
                                                                 66