CC BY
29
УДК 539.2-541.57
ОЦЕНКА ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ФОТОЭФФЕКТА ЧЕРЕЗ ЭЛЕКТРООТРИЦАТЕЛЬНОСТЬ И СРОДСТВО К ЭЛЕКТРОНУ
КОРАБЛЕВ Г.А., *ЗАИКОВ Г.Е.
Научно-образовательный центр химической физики и мезоскопии УдНЦ УрО РАН, 426067, г. Ижевск, ул.Т.Барамзиной, 34 *Институт биохимической физики им. Н.М. Эмануэля РАН, 119991, г. Москва, ул. Косыгина, 4
АННОТАЦИЯ. Получена корреляционная зависимость сродства к электрону и электроотрицательности от энергетических критериев фотоэффекта. Дана методология оценки энергии валентной зоны и зоны проводимости фотоэффекта на основе применения представления о пространственно-энергетическом параметре (Р-параметре). Проведены многочисленные расчеты, результаты которых согласуются с экспериментальными данными.
КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: пространственно-энергетический параметр, электроотрицательность, валентная зона, зона проводимости, фотоэффект.
ВВЕДЕНИЕ
«Фотоэлектрическим эффектом (фотоэффектом) называют процесс взаимодействия электромагнитного излучения с веществом, в результате которого энергия фотонов передается электронам вещества» [1]. Различают внешний и внутренний фотоэффекты, фотоионизацию. Основным уравнением внешнего фотоэффекта является уравнение Эйнштейна, из которого следует, что для каждого вещества существует минимальная граница начала фотоэффекта (красная граница): ку0 = А. Здесь к - постоянная Планка, у0 - частота, А - работа выхода электронов.
Разность энергии между нижним уровнем зоны проводимости и верхним уровнем валентной зоны называют запрещенной зоной ( дЕ ).
Если ку0 >дЕ, то возможен переход электронов из заполненной валентной зоны в зону проводимости. Установлено [2, 3], что валентную зону можно характеризовать через энергию сродства к электрону ( хс), например в полупроводниках:
ДЕ + ХС * к^0. (1)
Анализу экспериментальных данных по оценке энергетических характеристик фотоэффекта посвящено много исследований, обзор которых дан, например, в [4, 5]. Проблема зависимости таких критериев фотоэффекта от первичных характеристик свободных атомов нуждается в дальнейшем обсуждении. С этой целью в данном исследовании используется представление о пространственно-энергетическом параметре (Р-параметре).
ИСХОДНЫЕ КРИТЕРИИ
Сопоставление многочисленных закономерностей физических и химических процессов позволяет предположить, что во многих случаях выполняется принцип сложения обратных величин объемных энергий или кинетических параметров взаимодействующих структур.
Так уравнение Лагранжа для относительного движения системы двух взаимодействующих материальных точек с массами т1 и т2 в координате х и имеющих приведённую массу тпр, можно привести к виду:
1 1 1
- + -
ли ли ли2
где Ли1 и Ли2 - потенциальные энергии материальных точек, а Ли - результирующая потенциальная энергия системы.
«Электрон с массой т, движущийся около протона с массой М, эквивалентен частице с
тМ ^ массой тпр =-». [6, С. 12].
пр т +М
Поэтому, предполагая, что энергия валентных орбиталей атома (ответственная за межатомные взаимодействия) может быть рассчитана по принципу сложения обратных величин некоторых исходных энергетических составляющих, было обосновано [7] введение Р-параметра, как усредненной энергетической характеристики валентных орбиталей, согласно уравнений:
111
— + — = — (2)
С/ Г Щп. Рэ
Э
1 1 1
или — = —+--—, (3)
Ро Ч2 (Щгп). ^
Рэ = РО/Г . (4)
Здесь Щ - орбитальная энергия электронов [8]; г. - орбитальный радиус .-й орбитали [9]; п. - число электронов данной орбитали; ч=2*/п*, 2* и п* - эффективный заряд ядра и эффективное главное квантовое число [10, 11]; г - размерная характеристика связи.
В уравнениях (2), (3) параметры 42 и Щг можно рассматривать как исходные (первичные) значения Р0-параметра, которые являются табулированными постоянными величинами для электронов данной орбитали атома. Для его размерности можно записать:
3
[ Ро ] = [ч2 И Е ][ г ] = [ 4М = ^Дж м,
'- -1 с
где [Е], [И] и [и] - размерности энергии, постоянной Планка и скорости.
При этом для систем одноименно-заряженных (например, - орбитали в данном атоме), однородных систем сохраняется принцип алгебраического сложения таких параметров:
I Рэ =!(Ро/ г.); (5)
IРэ =1Ро. (5а)
г
Применяя уравнения (5, 5а) к атому водорода для исходных значений Р-параметров, можно получить:
К (е ] = К [е ] + тс2 Л. (6)
V п А V п Л
Здесь е - элементарный заряд; п1 и п2 - главные квантовые числа; т - масса электрона; с - скорость электромагнитной волны; Л - длина волны, К - постоянная.
Используя известные соотношения V = С/ Л и Л = И/тс (где И - постоянная Планка, V- частота волны) из формулы (6), можно получить уравнение спектральных закономерностей в атоме водорода, в котором 2п2е2/Ис = К.
По уравнениям (2) - (4) были вычислены значения Р-параметров большинства элементов, в табл. 1 приведены выборочные результаты. Кратко о достоверности такого подхода. Как показали расчеты [7] величины РЭ-параметров численно равны (в пределах 2 %) полной энергии валентных электронов по статистической модели атома. Используя известное соотношение между электронной плотностью и внутриатомным потенциалом по статистической модели атома, можно получить прямую зависимость Рэ-параметра от электронной плотности на расстоянии г. от ядра.
Таблица 1
Р-параметры атомов, рассчитанные через энергию связи электронов
Атом Валентные Ш г,- ?20 Рс R Р0^ Р0 Ги Ра/Ги Р0
электроны (эВ) (А) (эВА) (эВА) (А) (эВ) R(nx +1) (А) (эВ) Г, (п * +1)
Н ^ 13,595 0,5295 14,394 4,7985 0,5295 9,0624 1,36 3,525
0,28 17,137
Li 2S1 5,3416 1,506 5,86902 3,475 1,55 2,2419 0,7473 0,68 5,1103 1,7034
Ве 2S1 6,4157 1,040 13,159 5,256 1,13 4,6513 1,5504 0,34 15,459 5,153
2S2 8,4157 1,040 13,159 7,512 1,13 6,6478 2,2159 0,34 22,094 7,3647
2Р1 8,4315 0,776 21,105 4,9945 0,91 5,4885 1,8295 0,20 24,973 8,3242
В 2S1 13,462 0,769 23,890 6,9013 0,91 7,5838 2,5279
2S2 13,462 0,769 23,890 11,092 0,91 12,189 4,0630
2Р^2 16,086 0,91 17,677 5,892 0,20 80,43 26,81
2Р1 11,792 0,596 35,395 5,6680 0,77 7,6208 2,5403 2,60 2,2569 0,75231
2Р2 11,792 0,596 35,395 10,061 0,77 13,066 4,3554 4,3554 3,8696 1,2899
С 2S1 19,201 0,620 37,240 9,0209 0,77 11,715 3,9052 2,60 3,4696 1,1565
2S2 19,201 0,620 37,240 14,524 0,77 18,862 6,2874 2,60 5,5862 1,8621
2Р2+2Р2 24,585 0,77 31,929 10,643 2,60 9,4558 3,1519
2Р1 15,445 0,4875 52,912 6,5916 0,71 9,2839 3,0946
2Р3 15,445 0,4875 52,912 15,830 0,71 22,296 7,4319 1,48 10,696 3,5653
N 2S1 25,724 0,521 53,283 40,709 15,083
2S2 25,724 0,521 53,283 17,833 25,117
2S2+2P3 33,663 0,71 47,413 15,804 1,48 22,745 7,5818
Рациональность такой методологии была подтверждена путем расчета электронной плотности с использованием волновых функций Клементи [12] и сопоставлением ее с величиной электронной плотности, вычисленной через значение Рэ-параметра.
Были проведены корреляции модулей максимальных значений радиальной части ^-функции со значениями Р0-параметра и установлена линейная зависимость между этими величинами. Используя некоторые свойства волновой функции применительно к Р-параметру, получено волновое уравнение Р-параметра, имеющее формальную аналогию с уравнением ^-функции.
ВОЛНОВЫЕ ПРИНЦИПЫ СЛОЖЕНИЯ P-ПАРАМЕТРОВ
Поскольку Р-параметр обладает волновыми свойствами (аналогично ^'-функции), то при структурных взаимодействиях должны в основном выполняться закономерности по интерференции соответствующих волн.
Минимум интерференции, ослабление колебаний (в противофазе) происходит, если разность хода волн (А) равна нечетному числу полуволн:
Л 1
А = (2п +1)- = Л(п + где п = 0, 1, 2, 3, ... - (целое число).
Применительно к Р-параметрам это правило означает, что минимум взаимодействия происходит, если Р-параметры взаимодействующих структур тоже находятся "в противофазе" - идет взаимодействие или разноименно-заряженных систем или разнородных атомов (например, при образовании валентно-активных радикалов СН, СН2, СНз, N02 • • и других).
Суммирование Р-параметров в этом случае идет по принципу сложения обратных величин Р-параметров - уравнения (2) - (4).
Разность хода волн (А) для Р-параметров может оцениваться через их относительную Р
величину (у= —) или через относительную разность Р-параметров (коэффициент а),
Р1
которые при минимуме взаимодействий дают нечётное число:
Р2 ( 1 ^ 3 5
Y=— = 1 n + - \ = -;-......
Р1 ^ 2) 2 2
При n = 0 (основное состояние)
Р = 1. (7)
Р1 2
Отметим, что для стационарных уровней одномерного гармонического осциллятора
энергия этих уровней s=hv(n+2), поэтому в квантовом осцилляторе в отличие от
классического наименьшее возможное значение энергии не равно нулю.
И в данной модели минимум взаимодействия не даст энергии, равной нулю, соответствуя принципу сложения обратных величин Р-параметров.
Максимум интерференции, усиление колебаний (в фазе) происходит, если разность хода волн равна чётному числу полуволн:
А
А=2п — =An или А=A(n+1).
Применительно к Р-параметрам максимальное усиление взаимодействия в фазе соответствует взаимодействиям одноименно-заряженных систем или систем однородных по своим свойствам и функциям (например, между фрагментами или блоками сложных органических структур, таких как CH2 и NNO2 в октогене). И тогда:
Р
Y= "dL=(n+1) (8)
Р1
Аналогично, для "вырожденных" систем (с одинаковыми значениями функций) двумерного гармонического осциллятора энергия стационарных состояний: s=hv(n+1).
По данной модели максимуму взаимодействий соответствует принцип алгебраического сложения Р-параметров - уравнение (5). При п=0 (основное состояние) получаем Р2=Р^ или: максимум взаимодействия структур происходит при условии равенства их Р-параметров. Это положение и уравнение (8) были использованы как основные условия формирования стабильных структур [13]. Таким образом, значения Р-параметра основного структурного состояния атома могут отличаться от ближайшего валентно-активного состояния этой же структуры в 2 раза: Р2 = 2р. Это соответствует увеличению расстояния межатомного взаимодействия в 2 раза, что учитывается далее через коэффициент «К».
СРОДСТВО К ЭЛЕКТРОНУ КАК ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ КРИТЕРИЙ ВАЛЕНТНОЙ ЗОНЫ ПРИ ФОТОЭФФЕКТЕ
«Сродство к электрону - это способность атомов и молекул присоединять добавочный электрон и превращаться в отрицательный ион» [14]. Мерой этого процесса является энергия ( Хс), равная разности энергий атома (молекулы) в основном состоянии и энергии состояния соответствующего отрицательного иона. Как показали исследования, приведенные в работе Соммера А.Х. [2] сумма такой величины %с и ширины запрещенной зоны АЕ может дать значение энергии крайней границы фотоэффекта - уравнение (1). То есть значение сродства
к электрону (хс) в этих случаях характеризует валентную зону структуры. Но величина %с, как показали расчеты, имеет простую и прямую зависимость от Р-параметра, например, для парных взаимодействий и для бинарных систем по уравнению:
-1 А + Л, (9)
X РРР
Лс с э э
где Рэ и Рэ - Рэ - параметры внешних валентных орбиталей компонентов:
Рэ = Ц- (9а)
Здесь к - коэффициент расстояния межструктурного взаимодействия, обычно равный 1, иногда - 2. Результаты расчетов по уравнению (9) приведены в табл. 2.
Таблица 2
Энергетические характеристики валентной зоны и зоны проводимости
Структура Системы Орби-таль К (эВ) Орби-таль РЦэВ) К (эВ) Х(эВ) [2,3] ДЕ(эВ) [2,3] Рс +ДЕ (эВ) h^0 (эВ) [2,3]
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
Si Si-Si 3P2 8,1164 3P2 8,1164 4,058 4 1,10 5,158 5,10
Ge Ge-Ge 4P2 8,6849 4P2 8,6849 4,3424 4,2 0,7 5,032 4,9
Se Se-Se 4P1 7,3343 4P1 7,3343 3,667 3,7 2,3 5,967 6,0
Te Te-Te 5P2 9,5118 5P2 9,5118 4,756 4,6 0,3 5,056 4,9
LiF Li-F- 2S1 2,2419 2P1 4,9887 1,5468 1 12 13,547 13
Lil Li-I- 2S1 2,2419 5P1 4,4516 1,491 1,4 5,9 7,4304 7,3
Nal Na-I- 3S1 2,4357 5P1 4,4516 1,5743 1,5 5,8 7,374 7,3
KI K-I- 4S1 2,0547 5P1 4,4516 1,4058 1,1 6,2 7,6058 7,3
Rbl Rb-I- 5S1 2,1625 5P1 4,4516 1,455 1,2 6,1 7,355 7,3
CuI Cu-I 4S1 5,5438 5P1 7,2545 3,1424 3 3 6,1424 6
AgCl Ag-Cl 5S1 4,6889 3P1 8,5461 3,028 3 3 6,028 6
AgBr Ag-Br 4d1 6,7946 5P1 8,0430 3,683 3,5 2,5 6,183 6
BaNiO3 Ba-Ti 6S2 4,5164 4S2 6,8108 2,6767
(BaTi)-O3 6S24S2 2,6767 2P2 3x17,967 2,5501 2,6 2,7 5,250 5,30
BaO Ba=O 6S1 2,8854/2 2P1 9,7979/2 1,114 1,3 3,7 4,814 5
Bi2Te3 Bi-Te 6P3 12,043 5P2 9,5118 5,3145 5,2 0,10 5,4145 5,3
GaSb Ga-Sb 4P14S2 14,935 5P1 5,5699 4,057 4,1 0,7 4,757 4,8
GaAs Ga-As 4P14S2 14,935 4P1 5,5918 4,068 4,1 1,4 5,468 5,5
InSb In-Sb 5S25P1 15,028 5P1 6,5519 4,563 4,6 0,2 4,763 4,8
InAs In-As 5S25P1 15,028 4P1 6,8388 4,7001 4,9 0,4 5,100 5,3
InP In-P 5S25P1 13,157 3P1 7,0785 4,602 4,4 1/3 5,902 5,7
CdSe Cd-Se 5S2 7,5891 4P1 7,3343 3,7297 4 3 6,7297 7
CdS Cd-S 5S2 7,5891 3P1 7,7061 3,8235 3,8 2,4 6,2235 6,2
Cd-S 5S2 7,5891 3P2 13,215 4,8206 4,8 2,4 7,2206 7,2
CdTe Cd-Te 5S2 7,5891 5P2 9,5118 4,2212 4,4 1,5 5,7212 5,9
MgO Mg=O 3S1 3,6616/2 2P1 9,7979/2 1,3327 1 8,7 9,2462 <10
SiC Si-C 3P2 8,1164 2P2 13,066 5,0064 4,8 2,2 7,2064 7
SiC Si-C 3P1 5,7036 2P2 13,066 3,9704 4,1 2,9 6,8704 7
MgSb2 Mg-Sb 3S2 5,4867 5P1 6,5519 2,9861 3 0,8 3,7862 3,8
HgSe Hg-Se 6S2 7,5538 4P1 9,4188 4,1920 4,40 0,7 4,8920 5,1382 5,1
Rb2Te Rb=Te Rb // 5S1 2,1625/2 5P1 5,4055/4 0,6007 <0,5 3,3 3,900 3,7
PbS Pb-S 6P2 8,9733 3P1 7,7061 4,146 <4,2 0,4 4,546 4,6
PbTe Pb-Te 6P2 7,6914 5P2 11,603 4,625 4,7 0,3 4,925 5
CsAu Cs-Au 6S1 2,0757 6S1 4,9056 1,4584 1,4 2,6 4,058 4
Cs2Te Cs=Te Cs // 6S1 2,0757 5P1 5,4055/4 0,587 <0,5 3,3 3,887 3,5
Сопоставление величин электронного сродства по данным Соммера А.Х. (хс) и в сравнении с другими литературными данными (х), например, по [15, 16] показывает принципиальное численное различие х от хс.
Из уравнения (8) формально следует, что:
Р
Р = —. (8а)
п +1
Применительно к каждому элементу Системы, учитывая экранирующие эффекты (при переходе от одного периода к другому) можно предположить, что:
Р Р
Р = —--> Р, =-00—, (Ю)
г (пх +1) э кЯ(пх +1)
где пх - эффективное главное квантовое число.
Расчеты показали (таблица не приводится), что величина X по [15, 16] соответствует среднему значению Рэ -параметра одного валентного электрона данного атома по уравнению:
Р
X - Р =-0-, (10а)
МЯ(пх +1)
где N - число учитываемых валентных электронов. Тип валентного состояния структуры и число его валентно активных электронов при каждом методе исследования могут отличаться. Отсюда - различия в литературных данных по [15, 16] и тем более нет прямой связи таких
величин X с величиной Хс по [3]. Таким образом, для оценки энергии валентной зоны
можно реально использовать только те значения Рс - и Рэ -параметров, которые применяются
в уравнениях (9) и (9а).
ЭЛЕКТРООТРИЦАТЕЛЬНОСТЬ КАК ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ КРИТЕРИЙ ЗОНЫ ПРОВОДИМОСТИ ПРИ ФОТОЭФФЕКТЕ
Понятие электроотрицательности (X) ввёл Полинг в 1932 году как количественную характеристику способности атомов и молекул притягивать к себе электроны. В настоящее время для расчета электроотрицательности существует много методов (термохимический, геометрический, спектроскопический и т.д.), дающих согласующиеся результаты. Само понятие электроотрицательности нашло широкое практическое применение в химических и кристаллохимических исследованиях.
Учитывая идею Сандерсэна о том, что X изменяется симбатно электронной плотности атома и исходя из физического смысла Р-параметра, как прямой характеристики электронной плотности в атоме на расстоянии г от ядра, полагаем, что электроотрицательность для низшей устойчивой степени окисления элемента равна эффективной усредненной энергии одного валентного электрона:
X(11) 3Ж
Здесь £Р0 - сумма Р0-параметров для ^валентных электронов, Я - радиус атома (в зависимости от типа связи - металлический, кристаллический или ковалентный), а величина Р0-параметра рассчитывается через энергию связи электронов по [8]. Цифра 3 в знаменателе уравнения (11) отражает тот факт, что вероятное межатомное взаимодействие рассматривается только по линии связи, то есть на одном из трех пространственных направлений.
Для оценки энергии зоны проводимости элементов, равной ку0, использовались соотношения:
ЕР
Ж
0 = Р - Иу0 - 3Х . (12)
Результаты расчетов, приведенные в табл. 3, свидетельствуют о том, что имеется удовлетворительное совпадение всех трех энергетических критериев фотоэффекта: Р, 3X и Ьу{). При этом отклонения в расчетах от общепринятых значений электроотрицательности по Бацанову [17] и Оллреду-Рохову [18] не превышают в большинстве случаев 2 - 5 %.
Между понятиями сродство к электрону (X ) и электроотрицательностью (X) существенное различие сводится к следующему. Так как сродство к электрону равно разности энергий системы атом-ион, то такой процесс можно определить как взаимодействие разноименно заряженных подсистем и рассчитывать X в случае бинарных и более сложных структур по принципу сложения обратных значений соответствующих энергетических величин - уравнение (9).
Таблица 3
Энергетические характеристики зоны проводимости элементов
Элемент Орбиталь Рэ (эВ) N Р — (эВ) N Ш(эв) 3Х [17] 3Х [18] Д (А) [3] Ну(эВ) [3]
Mg 3Я1 3,6618 1 3,6618 3,66 3,69 3350 3,7016
Zr 5S24d2 14,684 4 3,6708 3,84 3,66 3300 3,757
П 8,0719 2 4,036 3,81 3,96 3150 3,936
Та 6Я2 7,8118 2 3,9059 3,99 3080 4,025
Cd 5Я1 5Я2 4,4806 7,5891 1 2 4,4806 3,7946 <4,1375> 4,38 2920 4,246
Bi 6Р3 14,516 3 4,8387 <4,4265> 4,62 2870 4,3195
6Р3 12,043 3 4,0143
Мо 5Я1 4,620 1 4,620 4,44 4,380 2850 4,3498
Сг 4Я2 8,2953 13,518 2 3 4,1477 4,506 <4,3269> 4,320 4,440 2840 4,3651
Ш 6Я1 6Я2 4,8949 4,3214 1 2 4,8949 4,1607 <4,5278> (5,04) 4,95 2700 4,5915
Fe 9,5579 13,226 2 3 4,7790 4,4087 <4,5938> (5,04) 4,92 2680 4,6257
№ Зd1 4,9048 18,299 1 4 4,9048 4,5748 <4,7398> (5,25) 2550 4,8616
Р1 6S15d1 12,595 2 6,2975 5,73 (5,99) 2000 6,1985
Si 3Р23Я2 19,841 4 4,960 4,98 (5,22) 5,10
Ge 4Р2 9,7350 2 4,868 5,16 4,98 4,90
Se 4Р2 12,680 2 6,340 6,24 6,03 6,0
Те 5Р2 9,5118 2 4,756 (5,34) 4,90
Для понятия электроотрицательности в общем случае рассматривается процесс взаимодействия свободных атомов, и поэтому в случае сложных систем может применяться принцип алгебраического сложения соответствующих энергетических параметров по уравнению:
Р = Г—1 + Г—1 +... * V (13)
^ кЖ ) ^ кЖ )2 0
Р
или Р = Е-Р^ * V (14)
кЫ 0
Расчеты по уравнению (14), приведенные в табл. 4, указывают на удовлетворительное совпадение расчетных и литературных данных.
Электроотрицательность (X) есть стабильная характеристика атома (или радикала), а величина Рэ -параметра зависит не только от квантовых чисел валентной орбитали, но и от
длины связи и вида связи. То есть Рэ -параметр является объективной и наиболее
дифференцированной энергетической характеристик ой атомной структуры, которую можно использовать для оценки энергетических критериев фотоэффекта.
Таблица 4
Энергетические характеристики зоны проводимости бинарных систем
Структура Первый компонент Второй компонент IA kN ( эВ) h V) (эВ) [3]
Орбиталь Р' ~т (эВ) k N Орбиталь Р '' -7- (эВ) k N
1 2 3 4 5 6 7 8 9
LiF 2S1 2,2419 1 2S22P5 79,388 7 13,582 13
LiI 2S1 2,2419 1 5P5 24,109 5 7,064 7,3
NaI 3S1 2,4357 1 5P5 24,109 5 7,257 7,3
KI 4S1 2,3313 1 5P5 24,109 5 7,153 7,3
Rbl 5S1 2,4158 1 5P5 24,109 5 7,2376 7,3
CsI- 6S1 2,0757 1 5P1 4,4516 1 6,5273 6,4
Cu=I 4S2 8,9406/2 5P1 7,2545/2 1 5,862 6
Ag=Br 4d1 6,7946/2 1 4P5 26,809/2 5 6,078 6
Ag=Cl 4d1 6,6150/2 1 3P5 27,196/2 5 6,027 6
Ba-Ti 6S2 4,5164 2 4S2 6,5708 2 (5,5436) 5,3
Ba=O 6S2 2,8854 2 2P2 17,967 4 5,213 5
Br2Te3 6P3 14,516 3(2) 5P2 11,603 2(2) 5,321 5,3
GaSb 4P12S2 14,935/2 3 5P3 14,755/2 3 4,948 4,8
GaAs 4P14S2 14,395/2 3 4P34S2 28,737/2 5 5,303 5,5
InSb 5S25P1 15,028/2 3 5P3 14,75/2 3 4,96 4,8
InAs 5S25P1 15,028/2 3 4P34S2 28,737/2 3 5,378 5,3
InP 5S25P1 15,028/2 3 3S23P3 32,403/2 5 5,749 5,7
CdSe 5S2 7,5891 2 4P2 12,880 4 7,015 7
CdS 5S2 7,589 2 3P2 13,215 4 7,098 7,2
CdS 4d15S2 10,990 3 3P4 20,553/2 4 6,230 6,2
CdTe 4d15S2 10,990 3 5P4 19,032/2 4 6,042 5,9
MgO 3S2 5,4867 2 2P1 10,9598 2 8,233 <10
SiC 3S23P2 22,724/2 4 2S22P2 31,929/2 4 6,832 7
HgSe 6S2 7,5538 4 4P2 12,680 4 5,058 5,10
HgTe 6S2 7,5538 4 5P2 11,603 4 4,789 4,5
Rb2Te 5S1 2,1625 2 5P1 5,4055 2 3,784 3,7
PbS 6P2 7,6914/2 2 3P4 20,553/2 4 4,492 4,6
PbTe 6P2 8,9733/2 2 5P2 11,603/2 2 5,144 5
CsAu 6S1 2,0757/2 1 6S15d1 12,340/2 2 4,123 3,4
Cs2Te 6S1 2,0757 (2) 5P2 9,5118/2 2 3,414 3,5
ВЫВОДЫ
Реализована методология оценки энергии валентной зоны и зоны проводимости фотоэффекта на основе применения представления о пространственно-энергетическом параметре.
Получена корреляционная зависимость сродства к электрону и электроотрицательности от энергетических критериев фотоэффекта.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Яворский Б.М., Детлаф А.А. Справочник по физике. М. : Наука, 1968. 940 с.
2. Соммер А. Фотоэмиссионные материалы / пер. с англ. А.Л. Мусатова. М. : Энергия, 1973. 176 с.
3. Таблицы физических величин : справочник / под ред. И.К. Кикоина. М. : Атомиздат, 1976. 1068 с.
4. Пайнс Д. Элементарные возбуждения в твердых телах / пер. с англ. М. : Мир, 1965. 384 с.
5. Смирнов Л.С. Физические процессы в облученных полупроводниках. Новосибирск : Наука, 1977. 256 с.
6. Эйринг Г., Уолтер Дж., Кимбал Дж. Квантовая химия. М. : Иностранная литература, 1948. 528 с.
7. Korablev G.A. Spatial-Energy Principles of Complex Structures Formation. Brill Academic Publishers and VSP, Netherlands, 2005. 426 р.
8. Fischer C.F. Average-Energy of Configuration Hartree-Fock Results for the Atoms Helium to Radon //Atomic Data. 1972. № 4. Р. 301-399.
9. Waber J.T., Cromer D.T. Orbital Radii of Atoms and Ions // J. Chem. Phys. 1965. V 42, № 12. Р. 4116-4123.
10. Clementi E., Raimondi D.L. Atomic Screening constants from S.C.F. Functions, 1 // J. Chem. Phys. 1963. V. 38, № 11. Р. 2686-2689.
11. Clementi E., Raimondi D.L. Atomic Screening constants from S.C.F. Functions, 2 // J.Chem. Phys., 1967, V.47, №4, рр. 1300-1307.
12. Clementi E. Tables of atomic functions // J. B. M. S. Res. Develop. Suppl. 1965. V. 9, № 2. Р. 76.
13. Кораблев Г.А. Обменные пространственно-энергетические взаимодействия. Ижевск : Изд-во Удм. гос. ун-та, 2010. 530 с.
14. Физический энциклопедический словарь / в пяти томах. М. : Советская энциклопедия, 1966. Т. 5. 576 с.
15. Энергии разрыва химических связей, потенциалы ионизации и сродства к электрону : справочник / под ред. В.И. Кондратьева. М. : Наука, 1974. 351 с.
16. Свойства неорганических соединений : справочник / под ред. А.И. Ефимова, Л.И. Белорукова и др. Л. : Химия, 1983. 392 с.
17. Бацанов С.С., Звягина Р.А. Интегралы перекрывания и проблема эффективных зарядов. Новосибирск : Наука, 1966. 386 с.
18. Бацанов С.С. Структурная рефрактометрия. М. : Высшая школа, 1976. 304 с.
ASSESSMENT OF PHOTOEFFECT ENERGY CHARACTERISTICS THROUGH ELECTRONEGATIVITY AND AFFINITY FOR ELECTRON
Korablev G.A., *Zaikov G.E.
Basic Research - High Educational Centre of Chemical Physics and Mesoscopy, Udmurt Scientific Centre, Ural Branch of the Russian Academy of Sciences, Izhevsk, Russia
*Institute of Biochemical Physics of Russian Academy of Sciences, Moscow, Russia
SUMMARY. The correlative dependence of the affinity for electron and electronegativity on photoeffect energy criteria has been obtained.
The methodology for evaluating the valence zone and conductivity zone of photoeffect has been presented based on the introduction of the notion on spatial-energy parameter (P-parameter). Multiple calculations have been carried out whose results correlate with the experimental data.
KEYWORDS: spatial-energy parameter, electronegativity, valence zone, conductivity zone, photoeffect.
Кораблев Григорий Андреевич, доктор химических наук, профессор, зав. лабораторией НОЦ УдНЦ УрО РАН, зав. кафедрой физики ИжГСХА, тел.(3412) 59-19-46, e-mail: [email protected], [email protected]
Заиков Геннадий Ефремович, доктор химических наук, профессор, зав. лабораторией ИБХФ РАН, тел. (495) 939-73-20, e-mail: [email protected]
