Главная » Просмотр файлов » А.А. Бабырин - Электроника и микроэлектроника

А.А. Бабырин - Электроника и микроэлектроника (1088520), страница 38

Файл №1088520 А.А. Бабырин - Электроника и микроэлектроника (А.А. Бабырин - Электроника и микроэлектроника) 38 страницаА.А. Бабырин - Электроника и микроэлектроника (1088520) страница 382018-01-12СтудИзба
Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 38)

В конкурентной борьбе за участие в электродных процессах при электролизе преимущество остается за теми реакциями, которые прн данном токе обеспечивают минимальное значение схЕ + Е„„„где ЬŠ— ЭДС гальванической пары, возникающей при выделении на электродах продуктов электролиза, Е„, суммарная поляризация катода и анода (см. и. 3.7). В случае, когда материал анода совпадает с осадком на катоде (например, медный анод в растворе Сц504 нли СцС!а), гальванической пары не образуется, т, е, ЬЕ = О.

В результате этого преимущественно протекает процесс растворения анода с выделением его материала на катоде (так называемый электролиз с растворимым анодом, применяемый на практике для рафинирования металлов). Помимо рассмотренных первичных реакций при электролизе возможно протекание вторичных (совмещенных) химических реакций с участием продуктов электролиза. Совмещенные реакции существенно усложняют физическую картину электродных процессов. При электролизе водных растворов электролитов химически активные газы (водород и кислород), выделяющиеся в результате разложении воды, могут приводить к образованию гидридов на катоде (где выделяется Нэ) и оксидов на аноде (где выделяется 02). Так как обычно гидриды легколетучие, то вторичная реакция их образования может быть использована для катодного травления полупроводников, например, для травления Ое или 51 в кислых растворах с катодным выделением газообразных продуктов — моногермана ОеН4 или моносилана 51Н4.

188 Гл. 3. Управление химикескими превращениями веществ Контрольные вопросы Поясните физическое содержание закона действия масс для обратимых химических реакций, Может ли изменяться константа химического равновесия, входящая в закон действия масс, при изменении состава системы? Запишите двояко условие химического равновесия для ре- акций, приведенных в и, 3.5 и 5.14: в обшей форме (через химические потенциалы) и в форме закона действия масс. Почему в последнем случае исчезает вклад чистых конден- сированных фаз? Дайте общее определение изобарного потенциала химиче- ской реакции для реальных и стандартных условий. Какая существует связь между стандартным изобарным потенциалом ЬС~ реакции и константой химического рав- новесия Кр? Какова методика расчета температурной зависимости кон- станты химического равновесия К, (Т) на основе таблиц стандартных термодинамических величин? Поясните физическое содержание уравнения изотермы Вант-Гоффа.

Каким образом обеспечивается термодинамическое подав- ление нежелательных конкурирующих реакций? Каков физический смысл уравнений изобары и изохоры Вант-Гоффа? Какие термодинамические функции определяют темпе- ратурную зависимость констант химического равновесия Кр(Х) и Кс(У) ° Чем отличаются эндотермические и экзотермические хими- ческие реакции? 10. Наоборот, окислы, возникающие как вторичный продукт в анодном процессе, обычно являются достаточно химически стойкими и надежно защищают (пассивируют) поверхность металла, делая его малочувствительным к внешним воздействиям; например, алюминий защищен от коррозии тонким слоем окисла А1зОз.

Контрольные вопросы 189 12. 13. 15. 16. 1?. 18. 19. 20. 21. 22. 23. 25. Каким образом изменение температуры и давления смещает химическое равновесие? Как влияет изменение состава системы на протекание химической реакции? Может ли введение инертного газа повлиять на газофазную химическую реакцию? Сформулируйте в общей форме принцип Ле Шателье и приведите конкретные примеры его проявления. Что такое газотранспортные химические реакции и какова область их практического применения? Чем определяется направление химического транспорта твердого вещества из одной температурной зоны в другую? Что такое ионное произведение воды и водородный показатель рН водного раствора электролитов? Как управлять смещением ионного равновесия в водных растворах электролитов? В чем состоит принципиальное различие между химическими и электрохимическими реакциями? В каком направлении протекает окислительно-восстановительная реакция в электрохимическом элементе при работе в гальваническом и электролитическом режимах? Обоснуйте соотношение между обратимой электродвижущей силой электрохимического элемента и изобарным потенциалом химической реакции.

лежащей в основе работы этого элемента. Как связано уравнение Нернста для обратимой ЭДС электрохимического элемента с уравнением изотермы Вант- Гоффа для изобарного потенциала химической реакции? Поясните с общих позиций, каким образом протекают процессы окисления/восстановления и растворения/осаждения материалов на электродах электрохимического элемента. Какова роль электрохимического разложения воды с выделением водорода и кислорода в электродных процессах? Глава 4 УПРАВЛЕНИЕ ТОЧЕЧНЫМИ ДЕФЕКТАМИ В КРИСТАЛЛАХ Некоторые физические свойства твердых тел, такие как плотность, упругость, решеточная теплоемкость и диэлектрическая проницаемость, малочувствительны к несовершенству кристаллической решетки и адекватно описываются в рамках модели идеального кристалла.

Реальные твердые тела неидеальны, так как всегда имеются нарушения периодической структуры кристалла. Основные физические свойства твердых тел (электрические, магнитные, оптические, механические, тепловые), как правило, сушественно зависят от степени несовершенства кристалла, т.е. являются структурно-чувствительными.

Любые нарушения периодичности кристаллической решетки принято называть дефектами. Анализ дефектообразования и влияния дефектов на физические свойства материалов является одной из ключевых проблем физики твердого тела. Особенно актуальна эта проблема для физики полупроводников, поскольку свойства полупроводниковых кристаллов в наибольшей степени по сравнению с другими кристаллами изменяются в зависимости от концентрации и типа дефектов. Классификацию дефектов обычно проводят по размерному признаку, а именно, по числу измерений микроскопической протяженности дефекта.

Принято различать: 1) точечные (нульмерные) дефектьц вызванные нарушениями структуры, локализованными в ее отдельных точках, с размерами микроскопического масштаба, не превышающими нескольких периодов решетки по каждому из трех измерений; 2) линейные (одномерные) дефекты, имеющие макроскопическую протяженность только в одном измерении на расстоя- е. П Тово тые оефекты и физивеокие свойство криополлов 19! ния, много большие периода решетки, с поперечными размерами микроскопического масштаба (порядка нескольких межатомных расстояний) — краевые и винтовые дислокации; 3) поверхностные (двухмерные) дефекты, имеющие макроскопическую протяженность в двух измерениях — границы зерен, межфазные границы, дефекты упаковки и свободная поверхность кристалла; 4) объемные (трехмерные) дефекты — пустоты и включения другой фазы.

По энергетическому состоянию принято различать равновесные и неравновесные дефекты. Точечные дефекты образуются, в частности, как результат тепловых колебаний решетки и поэтому существуют даже в равновесных условиях, находясь в термодинамическом равновесии с кристаллической структурой. При облу ~енин кристаллов фотонами и ~астицами высоких энергий появляются неравновесные точечные дефекты, называемые радиационными дефектами. Линейные, поверхностные и объемные дефекты также относятся к неравновесным дефектам, так как они обычно возникают в неравновесных условиях, наряду с точечными дефектами, например, при кристаллизации и термической или механической обработке материалов.

Ниже ограничим свое рассмотрение лишь равновесными точечными дефектами. Задача данной главы — изучение физических закономерностей, определяющих поведение точечных дефектов в кристаллах, и управление ими для целенаправленного изменения электро- физических свойств полупроводниковых материалов путем их легирования, т.е. искусственного создания точечных дефектов в кристаллах. 4.1. Точечные дефекты и физические свойства кристаллов Точечными дефектами называют несовершенства периодической структуры кристалла, область силового влияния которых простирается по всем направлениям на расстояния в несколько периодов решетки.

К точечным дефектам относятся: 1) собственные дефекты кристаллической структуры: ° вакансии в виде незанятых атомами или ионами узлов кристаллической решетки, ° междоузельные атомы в виде собственных атомов кристалла, находящихся в междоузельных пустотах решетки, ° антиструктурные дефекты кристаллических соединений (например, бинарных кристаллов МХ) в виде собственных 192 Гл.

4 Управление точечными дефектами в кристаллах атомов кристалла, занимающих несвойственные им узлы чужой подрешетки (Мх — атом М на месте атома Х или Хм — атом Х на месте атома М); 2) примесные дефекты кристаллической структуры: ° примеси замещения в виде чужеродных атомов, заменяющих атомы в узлах решетки илн заполняющих ее вакансии, ° примеси внедрения в виде чужеродных атомов, занимающих междоузлия решетки или заменяющих собственные междоузельные атомы.

В результате хаотического распределения дефектов с увеличением их концентрации может возникать взаимодействие между ними, что приводит к образованию комплексов, состоящих из нескольких дефектов и называемых ассог(патами, По своим электронным свойствам онн, как правило, отличаются от исходных простых дефектов, но по размерному признаку также относятся к разряду точечных. Примером ассоциатов могут служить бивакансии, образующиеся в результате спаривания электронов двух соседних вакансий.

Устойчивое местоположение дефекта в решетке определяется двумя факторами — энергетическим (как результат стремления системы к минимуму свободной энергии) и геометрическим (как необходимость выполнения определенных соотношений между эффективными размерами дефекта и соответствующего для него места в решетке). Энергетический фактор зависит от соотношения сил притяжения и отталкивания, обусловленного близостью электронных конфигураций дефекта и атомов решетки.

Характеристики

Тип файла
DJVU-файл
Размер
3,09 Mb
Тип материала
Высшее учебное заведение

Список файлов книги

Свежие статьи
Популярно сейчас
Как Вы думаете, сколько людей до Вас делали точно такое же задание? 99% студентов выполняют точно такие же задания, как и их предшественники год назад. Найдите нужный учебный материал на СтудИзбе!
Ответы на популярные вопросы
Да! Наши авторы собирают и выкладывают те работы, которые сдаются в Вашем учебном заведении ежегодно и уже проверены преподавателями.
Да! У нас любой человек может выложить любую учебную работу и зарабатывать на её продажах! Но каждый учебный материал публикуется только после тщательной проверки администрацией.
Вернём деньги! А если быть более точными, то автору даётся немного времени на исправление, а если не исправит или выйдет время, то вернём деньги в полном объёме!
Да! На равне с готовыми студенческими работами у нас продаются услуги. Цены на услуги видны сразу, то есть Вам нужно только указать параметры и сразу можно оплачивать.
Отзывы студентов
Ставлю 10/10
Все нравится, очень удобный сайт, помогает в учебе. Кроме этого, можно заработать самому, выставляя готовые учебные материалы на продажу здесь. Рейтинги и отзывы на преподавателей очень помогают сориентироваться в начале нового семестра. Спасибо за такую функцию. Ставлю максимальную оценку.
Лучшая платформа для успешной сдачи сессии
Познакомился со СтудИзбой благодаря своему другу, очень нравится интерфейс, количество доступных файлов, цена, в общем, все прекрасно. Даже сам продаю какие-то свои работы.
Студизба ван лав ❤
Очень офигенный сайт для студентов. Много полезных учебных материалов. Пользуюсь студизбой с октября 2021 года. Серьёзных нареканий нет. Хотелось бы, что бы ввели подписочную модель и сделали материалы дешевле 300 рублей в рамках подписки бесплатными.
Отличный сайт
Лично меня всё устраивает - и покупка, и продажа; и цены, и возможность предпросмотра куска файла, и обилие бесплатных файлов (в подборках по авторам, читай, ВУЗам и факультетам). Есть определённые баги, но всё решаемо, да и администраторы реагируют в течение суток.
Маленький отзыв о большом помощнике!
Студизба спасает в те моменты, когда сроки горят, а работ накопилось достаточно. Довольно удобный сайт с простой навигацией и огромным количеством материалов.
Студ. Изба как крупнейший сборник работ для студентов
Тут дофига бывает всего полезного. Печально, что бывают предметы по которым даже одного бесплатного решения нет, но это скорее вопрос к студентам. В остальном всё здорово.
Спасательный островок
Если уже не успеваешь разобраться или застрял на каком-то задание поможет тебе быстро и недорого решить твою проблему.
Всё и так отлично
Всё очень удобно. Особенно круто, что есть система бонусов и можно выводить остатки денег. Очень много качественных бесплатных файлов.
Отзыв о системе "Студизба"
Отличная платформа для распространения работ, востребованных студентами. Хорошо налаженная и качественная работа сайта, огромная база заданий и аудитория.
Отличный помощник
Отличный сайт с кучей полезных файлов, позволяющий найти много методичек / учебников / отзывов о вузах и преподователях.
Отлично помогает студентам в любой момент для решения трудных и незамедлительных задач
Хотелось бы больше конкретной информации о преподавателях. А так в принципе хороший сайт, всегда им пользуюсь и ни разу не было желания прекратить. Хороший сайт для помощи студентам, удобный и приятный интерфейс. Из недостатков можно выделить только отсутствия небольшого количества файлов.
Спасибо за шикарный сайт
Великолепный сайт на котором студент за не большие деньги может найти помощь с дз, проектами курсовыми, лабораторными, а также узнать отзывы на преподавателей и бесплатно скачать пособия.
Популярные преподаватели
Добавляйте материалы
и зарабатывайте!
Продажи идут автоматически
6487
Авторов
на СтудИзбе
303
Средний доход
с одного платного файла
Обучение Подробнее