Электронный научный журнал
Современные проблемы науки и образования
ISSN 2070-7428
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,813

ПОВЕРХНОСТНЫЕ СВОЙСТВА КОМПОНЕНТОВ СИСТЕМЫ INSB-CDTE

Кировская И.А.

Система InSb-CdTe является представителем сложных полупроводниковых систем, изучаемых нами в плане поиска эффективных материалов современной техники, прежде всего, сенсорной электроники, адсорбентов и катализаторов.

Интерес к выбранным объектам изучения в данной работе – твердым растворам (InSb)х (CdTe)1-х, как и к другим, им подобным, основывается на уникальных свойствах исходных бинарных соединений AIIIBV, AIIBVI(прежде всего, электрофизических, фото- и пьезоэлектрических, оптических), уже используемых в технике и полупроводниковом катализе.

В каждой из названных областей существенную роль играет поверхность. Следовательно, необходимо всестороннее изучение ее физико - химических свойств. Информация же о характере изменения этих свойств с составом долж на оказаться полезной с точки зрения обнаружения экстремальных эффектов, служащих ориентиром к обозначенному поиску, что подтверждается практическими результатами [1].

Выбор химических реагентов (CO, O2, NO2, NH3) в качестве адсорбатов и возможных участников каталитических реакций диктовался не только их электронной природой, но и, в связи с токсичностью, возможностью решения экологических задач.

 Объекты исследований представляли собой порошки (Sуд.= 0,405–0,62 м2/г) и пленки (d = 0,25–0,35 мкм) InSb, CdTe, их твердых растворов замещения (InSb)х(CdTe)1-х (х = 0,01-0,05 и 0,94-0,99), полученных методом изотермической диффузии в областях взаимной растворимости бинарных компонентов [2].

Кислотно-основные свойства поверхности изучали методом ИК-спектро скопии, гидролитической адсорбции (определение рН-изоэлектрического состояния), механохимии, неводного кондуктометрического титрования [3].

Для изучения адсорбции использовали метод пьезокварцевого микровзвешивания (чувствительность 1,23·10-11 г/(см2 Гц). Пленки–адсорбенты наносили на электродные площадки пьезокварцевых резонаторов, имеющих форму линзы АТ-среза с собственной частотой колебаний 7-8 мГц [4]. На этих же образцах одновременно исследовали изменения электропроводности и соответственно заряжения поверхности под влиянием адсорбированных газов. Интервалы температур и давлений составляли соответственно 253-473 К и 0,5-20 Па.

Каталитические исследования осуществляли безградиентными импульсным и проточно - циркуляционным методами [3] в условиях, исключающих влияние процессов массо- и теплопередачи: Т = 290-473, Р = 101-103 кПа, объемная скорость газа носителя 8-26 мл/мин, объем импульса 0,5-1,5 мл. Для обеспечения в проточном реакторе режима идеального вытеснения и устранения внешнедиффузионного торможения соблюдались специально разработанные правила и приемы. Удельную каталитическую активность оценивали по удельной скорости реакции при заданной температуре и составе реакционной смеси.

При предварительном установлении температурных областей протекания изучаемых реакций и дальнейшем выяснении их механизма полезными оказались результаты исследования индивидуальной и совместной адсорбции участников реакций. Об изменении электронного состояния поверхности в процессе адсорбции судили по изменению электропроводности, которую измеряли зондовым методом [3].

В итоге изучены кислотно-основные, адсорбционные (по отношению к СО, О2, NО2, NH3, CO+O2, NO2+NH3) и каталитические (по отношению к реакциям окисления оксида углерода (II) и восстановления оксида азота (IV) аммиаком) твердых растворов и бинарных компонентов системы InSb-CdTe. Определены природа, сила и концентрация кислотных центров. Оценено изменение последней при воздействии газов (NO2, NH3), γ-облучения и изменении состава системы.

На основе анализа опытных зависимостей, термодинамических и кинетических характеристик адсорбции, электрофизических, кислотно-основных и других физико-химических характеристик адсорбентов (с учетом электронной природы молекул адсорбата), диаграмм состояния «адсорбционная характеристика – состав» установлены механизм и закономерности адсорбционных процессов в зависимости от условий протекания и состава системы.

 Результаты адсорбционных исследований использованы для предварительного установления температурных областей протекания и выявления механизма изучаемых реакций. Предложен ударный механизм. При сравнительно низких температурах обнаружена высокая каталитическая активность отдельных компонентов (преимущественно твердых растворов) системы InSb-CdTe.

 Выявлены, наряду с общностью с бинарными соединениями (InSb, CdTe), специфические особенности в поведении твердых растворов как многокомпонентных систем. Они заключаются в наличии экстремумов на диаграммах «рНизо-состав», «адсорбционная характеристика – состав», «каталитическая активность – состав». Использование таких диаграмм привело к открытию наиболее активных по отношению к выбранным газам и реакциям компонентов системы и созданию на их основе высокочувствительных, селективных датчиков и высокоактивных, селективных катализаторов.

 

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Кировская И.А. Поверхностные явления. - Омск: Изд-во ОмГТУ, 2001. – 175 с.

2. Кировская И.А. Поверхностные свойства алмазоподобных полупроводников. Твердые растворы. – Иркутск: Изд-во ИГУ, 1984. – 166 с.

3. Кировская И.А. Поверхностные свойства алмазоподобных полупроводников. Химический состав поверхности. Катализ. – Иркутск: Изд-во ИГУ, 1988. – 220 с.

4. Кировская И.А. Адсорбционные процессы. – Иркутск: Изд-во ИГУ, 1995. – 300 с.


Библиографическая ссылка

Кировская И.А. ПОВЕРХНОСТНЫЕ СВОЙСТВА КОМПОНЕНТОВ СИСТЕМЫ INSB-CDTE // Современные проблемы науки и образования. – 2006. – № 2.;
URL: http://science-education.ru/ru/article/view?id=202 (дата обращения: 13.08.2020).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074