CC BY
10
ЙЗВЕСТИЯ
ТОМСКОГО ОРДЕНА ОКТЯБРЬСКОЙ РЕВОЛЮЦИИ И ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ПОЛИТЕХНИЧЕСКОГО ИНСТИТУТА им. С. М. КИРОВА
ИССЛЕДОВАНИЕ ФОТОЛИЗА ТВЕРДЫХ ТЕЛ ЭЛЕКТРОФИЗИЧЕСКИМИ МЕТОДАМИ
10. В. ГАВРИЩЕНКО, Г. Г. САВЕЛЬЕВ, Ю. А. ЗАХАРОВ
(Представлена научным семинаром кафедры радиационной химии ХТФ)
В настоящее время установлено, что реакции фотохимического разложения ионных соединений включают в качестве первичной и одной из важнейших элементарных стадий стадию ионизации аниона. Так как этот процесс создает в твердом теле свободные носители заряда, то можно ожидать наличия корреляции между фотоэлектрическими свойствами и фотолизом и (Появляется возможность изучать механизм фотолиза с помощью электрофизических измерений.
Все предшествующие исследования механизма фотолиза основывались на поисках корреляции между фотопроводимостью и фотолизом. Однако эта корреляция часто носит качественный характер и наблюдается не всегда. Примером отсутствия корреляции являются сенсибилизированные фотолиз и фотопроводимость неорганических соединений органическими красителями [1]. Это можно объяснить тем, что возникновение фотопроводимости определяется в основном образованием свободных носителей заряда: электронов и дырок, а фотохимическое разложение твердых тел является более сложным процессом, включающим в себя и другие стадии.
При разложении азидов тяжелых металлов образовавшиеся в результате ионизации дырки при выходе на поверхность рекомбинируют между собой с образованием азота. Ранее нами было показано, что азиды свинца и серебра имеют дырочный тип ¡проводимости [4]. По этой причине антизапорный потенциал поверхности должен способствовать движению дырок к поверхности и увеличивать скорость бимолекулярной реакции, являющейся последней стадией фотохимического разложения:
2 ^ з—>з
а запорный потенциал — уменьшать ее.
Для выяснения механизма сенсибилизированного фотолиза нами проведены параллельные исследования фотохимического разложения и внутреннего фотоэффекта чистых и сенсибилизированных органическими красителями азидов тяжелых металлов.
Система неорганический азид—органический краситель является более удобной для такого рода исследований по сравнению с классической системой бромистое серебро — органический краситель, так как конечные продукты фотолиза азидов: металл и азот — являются малоактивными и не разрушают органических красителей.
Скорость фотохимического разложения определялась с помощью
вакуумной методики с применением компенсационного метода измерения давления [2]. Методы измерения фотопроводимости и фотопотенциала были подобными описанным в работе [3],
Результаты измерения сенсибилизированных фотопроводимости, фотопотенциала и фотолиза, приведенные в таблице, показывают, что сенсибилизация фотопроводимости является необходимым, но не достаточным условием для сенсибилизации фотолиза, так как сенсибилизация фотолиза требует еще наличия антизапорного поверхностного потенциала,
Т а б л и ц а 1
Фотосенсибилизация азида свинца красителями
Система азид Область
сенсибилизации Потенциал Сенсибилизация
свинца —органические фотопроводимости поверхности фотолиза
красители (НМ) в азиде
Эритрозин 550-Ь560 аитизапорный сенсибилизирует
Эозин натрия 530'550 антизапорный сенсибилизирует
Криптоцианин 620-т-710 аитизапорный сенсибилизирует
Трипафлавин не сенсибилизи- аитизапорный не сенсибилизирует
рует
Тиокарбоциашш 500—555 запорный не сенсибилизирует
Ипдокарбоцианип 520—560 запорный не сенсибилизирует
Влияние поверхностного потенциала на фотолиз азидов наиболее четко проявляется при освещении образца светом с длиной волныболь-шей по сравнению с длиной волны, соответствующей краю собственного поглощения азида. Дело в том, что при освещении образца светом из области собственного поглощения движение зарядов из-за градиента концентрации (эффект Дембера) всегда создает антизапорный поверхностный потенциал независимо от знака темнового поверхностного потенциала [5].
Исследование спектрального распределения скорости фотолиза показало, что при уменьшении длины волны падающего света в собственной области поглощения скорость фотолиза уменьшается, несмотря на увеличение энергии квантов света (рис. 1). Эти результаты согласуются с результатами измерения спектрального распределения фотопроводимости, где фотопроводимость уменьшается из-за увеличения скорости поверхностной рекомбинации при увеличении коэффициента поглощения. Возможно, что снижение скорости фотолиза также определяется снижением концентрации радикалов N3 вследствие увеличения скорости поверхностной рекомбинации их с электронами.
Проведенное исследование показывает важную роль электрического состояния поверхности в фотолизе азидов тяжелых металлов.
ЛИТЕРАТУРА
]. И. А. Акимов. ДАН СССР, 164, (3) 533 (1965).
2. Ю. В. Г а в р и щ е н к о, Г. Г. Савельев. «Измер. техн.» (в печати).
3. А. М. Мешков, И. А. Акимов. ПТЭ, № 3, 5 (1964).
4. Г. Г. Савельев, Ю. В. Г а в р и щ е и ко, Ю. А. 3 а х а р о в. Изв. вузов, «Физика», № 7, (196-8).
5. И. Д. Акимов. Оптико-мех. пром., № 5, 10 (1966).
\/(т» ед)
500 400 500 $00 Я(нм)
Рис. 1. Спектральное ¡распределение фотохимического разложения1 азида свинца.
