Сенсоры измерительно-информационных систем. Часть 1. Тутов Е.А - 5 стр.

                                              5

       В л и яни е адсорбци и на эл е к троф и зи че ск и е параме тры пол упроводни к ов
бы л о отме че но е щ е в 30-х годах двадцатого ве к а, в начал е и ссл е довани й
пол упроводни к овы х мате ри ал ов. Бол ьш ой вк л ад в пони мани е этого явл е ни я
бы л сдел ан Ф .Ф .В ол ьк е нш те йном – одни м и з основопол ожни к ов эл е к тронной
те ори и хе мосорбци и . В пе рвы е бол ьш и е и зме не ни я пове рхностного поте нци ал а
в пол упроводни к ах удал ось пол учи ть и ме нно с помощ ью хе мосорбци и .
Н апри ме р, в газовом ци к л е Барди на-Браттэйна адсорбци я к и сл орода и паров
воды вы зы вал а заряже ни е пове рхности разного знак а. С е годня значе ни е этого
ме тода не ве л и к о и з-за значи те л ьны х затрудне ни й в и нте рпре таци и
эк сп е ри ме нтал ьны х ре зул ьтатов, т.к . адсорбци я газов поми мо вл и яни я на
пове рхностны й поте нци ал и зме няе т так же и всю си сте му пове рхностны х
эл е к тронны х состояни й.
       П оздне е ,     в 60-х         годах,    Х айл эндом      и     М ясни к овы м     бы л а
проде монстри рована возможность ре ш ать обратны е задачи - по и зме не ни ю
эл е к троф и зи че ск и х харак те ри сти к пол упроводни к овы х пл е нок суди ть о
составе газовой атмосф е ры , ок ружаю щ е й п ол упроводни к . Т е пе рь этот подход
л е жи т в основе              бурно разви ваю щ е йся при к л адной              обл асти     -
пол упроводни к овой газовой се нсори к и .
    К огда пол упроводни к ок руже н газовой сре дой , е го пове рхность начи нае т
зап ол няться мол е к ул ами газа, т.е . начи нае тся проце сс адсорбци и . Э тот
проце сс продол жае тся до те х пор, пок а ме ждупове рхностью и газовой ф азой
не установи тся равнове си е , при к отором чи сл о газовы х мол е к ул , при ходящ и х
за е ди ни цувре ме ни на пове рхностьи з газовой ф азы , уравнове ш и вае тся чи сл ом
мол е к ул , уходящ и х за тот же проме жуток вре ме ни с пове рхности в газ.
П оявл е ни е адсорби рованны х мол е к ул на пове рхности пол упроводни к а
при води т к и зме не ни ю е го свойств. Т ак и м образом, адсорбци я пре дставл яе т
собой тот и нструме нт, с помощ ью к оторого вне ш няя сре да воздействует на
свойства пове рхности , а че ре з не е так же на не к оторы е объе мны е свойства
пол упроводни к а.
        В зави си мости от прои схождени я си л , к оторы е удержи ваю т
адсорби рованную мол е к ул у на пове рхности тве рдого те л а, разл и чаю т
ф и зи че ск ую      и    хи ми че ск ую     адсорбци ю . Э то могут бы ть си л ы
эл е к тростати че ск ого прои схожде ни я. С ю да относятся си л ы В ан-де р-В аал ьса,
си л ы эл е к тростати че ск ой пол яри заци и , си л ы эл е к три че ск ого и зображе ни я. В
этом сл учае говорят о ф и зи че ск ой адсорбци и . Е сл и же си л ы , отве тстве нны е за
адсорбци ю , хи ми че ск ой при роды (си л ы обме нного ти па), то мы и ме е м дел о с
так назы вае мой хи ми че ск ой адсорбци е й. В этом сл учае адсорбци я
пре дставл яе т собой хи ми че ск ое сое ди не ни е мол е к ул ы с тве рды м те л ом. Д л я
ф и зи че ск ой адсорбци и эне рги я связи          ~ 0.01 – 0.1 эВ , дл я хи ми че ск ой
адсорбци и ~ 1 эВ .
     Н а п рак ти к е хи ми че ск ая адсорбци я часто носи т ак ти ви рованны й харак те р.
Ак ти ви рованная адсорбци я отл и чае тся от обы чной (не ак ти ви рованной)
адсорбци и харак те ром к и не ти к и . П ри отсутстви и эне рги и ак ти ваци и
адсорбци я проте к ае т оче нь бы стро, так что равнове си е ме ждуадсорбатом и