CC BY
47
Секция химии и экологии
УДК 547.661.7
В.В. Петров, А.Н. Королев
ОЦЕНКА ЭНЕРГИИ АКТИВАЦИИ ДИССОЦИАЦИИ МОЛЕКУЛ СЕРОВОДОРОДА НА ПОВЕРХНОСТИ ОКСИДА ОЛОВА (IV)
В последнее время активное исследование и разработка химических сенсоров газа показывают, что механизм взаимодействия молекул газа с поверхностью газочувствительной пленки в полной мере не изучен. Это связано, в первую
,
газочувствительных пленок сенсоров и разнообразными технологиями их
,
исследования поверхности во время взаимодействия с ней молекул газовой фазы. До сих пор неясно, происходит или нет диссоциация молекул анализируемого газа на поверхности пленки.
В настоящей работе рассмотрен механизм взаимодействия поверхности оксида олова (IV), являющегося основным материалом для химических сенсоров , .
И28 на поверхности 8п02 по предложенному механизму.
Взаимодействие поверхности газочувствительной пленки сенсора и молекул газовой фазы должно идти, по нашему мнению, через процессы диссоциации молекул на поверхности твердого тела. В связи с этим необходимо оценить энергию активации диссоциации молекул. Оценку будем вести согласно методике, предложенной в [1], основанной на законах классической механики.
Кристаллическая структура 8п02 имеет тетрагональную форму
[2],
координационном числе 4 составляет 3/4 энергии кристаллической решетки. На поверхности пленки могут находиться как атомы олова, так и атомы кислорода.
,
температурных обработках становятся структурами вычитания за счет потери
[3].
проявляться в приповерхностных областях кристалла. Поэтому дальнейшую оценку будем проводить только для атомов олова. Энергия кристаллической решетки оксида олова (IV) равна 314 кДж/моль, тогда энергия поверхностного атома олова составит
Е3п= 3/4 -314 = 235,5 кДж/моль.
Импульс поверхностного атома 8п равен
<? • СМ
Рзп=(2шзп ш0Е8п-1,66-10-14)1/2=(2-118,69-1,6-10-24-235,5-1,66-10-14)1/2==3,85-10-17 “ ,
где шзп - атомная масса олова; ш0 = 1,6-10-24г; 1,66-10-14 - коэффициент для перехода от кДж/моль к г-см2/с2.
Секция химии и экологии
Энергия молекулы Н28 при температуре Т=298 К равна
,, .. о - ггл2
ЕН8 = кТ = 1,38-10 • 298 = 4,1-10_
где к - постоянная Больцмана; Т - температура.
Импульс молекулы Н28 будет
Рн^ = (2МЩЗ • ш0 • ЕЩ8 /2 = 2 • 34,06 • 1,6 • 10_24 • 4,1 • 10^ = = 2,11 • 10 -18£^, с
где Мн 3 - масса молекулы Н28.
Скорость молекулы Н28 в соответствии с законом сохранения импульса для этого взаимодействия равна
р8п + 38,5 • 10-18 + 2,11 • 10-18 Л5 см
Ун „=-----------------------------------------------------— =-----— = 1,6 • 105 —.
• тНгВ (118,69 + 34,06)1,6 • 10_24 с
28
ЕН 5 = —- = 34,06 • 1,6 • 10_24(1,6 • 105)2 6,02 • 1013 = 83,98Ш-.
2 2 моль
Энергия связи Н-8 в молекуле Н28 составляет 385,0 кДж/моль [4]. Энергия
1
активации разрыва связи, по правилу Эйринга, принимается равной — энергии
4
96,25 / .
После соударения с поверхностным атомом энергия активации разрыва связи
Е
„ с Н 2^
Н-8 уменьшается на величину ——— и станет равной
Е™ = 96,25 _41,99 = 54,26.
моль
-8 8 равна ЕИ8=348,9 кДж/моль [4]. Энергия активации разрыва связи И-8 в радикале И8
ЕаНК” = 348,9 •1 = 87,23.
4 моль
Все элементарные акты разрыва связей независимы. В связи с этим суммар-
28
ЕНЧ = ЕаНК,”8 + ЕНТ = 54,26 + 87,23 = 141,49.
2 моль
И28
поверхности оксида олова. Сравнивая полученное значение с энергией активации И28 , , -
нием поверхности 8п02 эта величина снижается примерно в 1,3 раза.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Герасимов В.В.,Герасимова В.В.,Самойлов А.Г. Энергия активации реакций при гетерогенном катализе // ДАН, 1992. Т.322 №4. С.744-748.
2. Физические величины. Справочник / Под ред. И.С. Григорьева, Е.З. Мелихова. М.:
,1991. 1232 .
3. Харин А.Н.,Катаева Н.А.,ХаринаЛ.Т. Курс химии. М.: Высш. шк., 1983. 511с.
4. Рабинович В.А.,Хавин З.Я. Краткий химический справочник. Л.: Химия. 1978. 392с.
УДК 621.382.33:541.13
..
ДОСТИЖЕНИЯ И ПЕРСПЕКТИВЫ ПРИМЕНЕНИЯ ЛЕГИРОВАННЫХ ОКСИДНЫХ ПЛЕНОК В ТЕХНОЛОГИИ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ПРИБОРОВ И ИНТЕГРАЛЬНЫХ
МИКРОСХЕМ
Применение диффузии примесей в кремний из анодных оксидных пленок ()
некоторые электрические параметры п-р-п-транзисторов по сравнению с традиционными способами диффузии фосфора из жидкого, а бора из твердого внешнего . , р-п-
типа КТ-315, созданных диффузией фосфора из АОП (иэб = 9,4 ± 0,6 В), выше, чем у эммитерных областей, сформированных диффузией Р из РС13 (иэб = 5,6 ± 0,4В). Фототранзисторы с базовыми областями, полученными диффузией бора из АОП, имеют более высокие значения коэффициента усиления в схеме с общим эмиттером р = 440 ±160 в сравнении с изготовленными при помощи диффузии бора из пластины кварцевого стекла, насыщенного борным ангидридом (Р = 170±100).
Предложены технологические схемы изготовления кремниевых ИС на взаи--
легированных АОП как твердого диффузанта и подзатворного диэлектрика, а также кремниевых многодиодных матриц (с использованием в качестве твердого диффузанта анодноокисленных в электролитах с легирующими добавками пленок 813^ и 8Ю2).
Разработаны составы пленкообразующих растворов на основе тетраэтоксиси-лана для получения легированных висмутом или серебром золь-гельных силикатных пленок и исследованы их газочувствительные свойства.
-
пленок кремния открывает перспективу реализации нового поколения интегральных оптических и сенсорных устройств, объединяющих элементы световой обработки информации и газочувствительные структуры с уникальными характеристи-.
