ВУЗ:
Составители:
82
ла. В полупроводниках вследствие перекрывания волновых функций
электроны валентных оболочек перемещаются в пространстве, в резуль-
тате чего происходит переход электронов от атома к атому, т. е. элек-
троны обобществляются. Таким образом, электронные характеристики
кристалла в целом и его поверхности являются результатом коллектив-
ных свойств электронов твердого тела, в конечном счете связанных с
положением атомов тела в Периодической системе элементов Менде-
леева.
Для механизмов катализа существенно наличие двух типов полу-
проводников: n-полупроводников с электронным типом проводимости и
p-полупроводников с дырочным типом проводимости. Рассмотрим эти
понятия. Если в результате дефекта поверхности или решетки кристал-
ла, включения примеси, нарушения стехиометрии в многокомпонент-
ном полупроводнике на одном из атомов решетки образуется избыточ-
ный отрицательный заряд, то он будет «странствовать» по решетке, соз-
давая электронную проводимость. Кристалл при этом остается электро-
нейтральным, что, например, видно при включении нейтрального атома
Сu в решетку Cu
2
+
O
-
. Аналогично наличие электронной вакансии, т. е.
свободной дырки, означает, что один из атомов решетки несет избыточ-
ный положительный заряд, например ион Сu
++
, в той же решетке
Сu
2
+
O
-
. В энергетическом спектре полупроводника появление таких из-
быточных электронов или образование дырок приводит к появлению
соответственно донорных или акцепторных локальных уровней, с кото-
рых либо электроны легко переходят в зону проводимости, образуя
электронный полупроводник, либо переходят на акцепторный уровень,
создавая «странствующие» дырки в валентной зоне, образуя дырочный
полупроводник с дырочным типом проводимости.
Адсорбированные на катализаторе молекулы можно рассматри-
вать как находящиеся на поверхности кристалла примеси, приводящие к
появлению на ней избыточных зарядов. В силу электронейтральности
кристалла в целом такой заряд нейтрализуется соответствующим обрат-
ным по знаку зарядом в приповерхностной области кристалла. В этой
области (так называемой «области пространственного заряда») проис-
ходит искривление энергетических зон кристалла и формируются ды-
рочные и электронные квазиуровни Ферми, определяющие энергетиче-
ское состояние этих объектов в приповерхностной зоне в реальном
примесном (легированном) полупроводнике.
Систематическая теория электронного механизма катализа на по-
лупроводниках была впервые развита Волькенштейном. В ней направ-
ление и степень каталитического воздействия полупроводника опреде-
лялись типом проводимости и значением уровня Ферми. Однако в ре-
Nitro PDF Trial
www.nitropdf.com
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 80
- 81
- 82
- 83
- 84
- …
- следующая ›
- последняя »
