книги из ГПНТБ / Лавренко, В. А. Рекомбинация атомов водорода на поверхностях твердых тел

т. е. зависит от прочности связи, числа связей, которыми эти ато­ мы связаны с объемом кристалла, и природы адсорбируемого атома.

Возрастание реакционной способности для поверхностей, со­ держащих дислокации, по-видимому, также вызвано увеличением энергии хемосорбции газа этими поверхностями вследствие того, что дислокации характеризуются избыточной поверхностной энергией, локализованной вокруг них [280]. Можно предположить также,

карбида кремния, высокотемпературного полупроводникового мате­ риала. Кроме того, этот объект дал возможность исследовать влия­

Отметим, что карбид кремния отличается от других тугоплав­ ких соединений наиболее широким комплексом полезных свойств: полупроводниковых, электротехнических, жароупорных, противоабразивных, антикоррозионных и прочностных в высокотемпера­ турной области [281]. С этой точки зрения он является чрезвычайно перспективным материалом.

Развитие новых отраслей современной техники сопровождается расширением области применения нагревателей из карбида крем­ ния, особенно при использовании их в условиях более высоких тем­ ператур и различных газовых сред.

Карбид кремния в структурном отношении представляет собой

травления) лишь при высоких температурах в расплавленных солях или в газах [283]. Поэтому травление проводили в смеси К О Н и K N 0 3 (1 : 2) при температуре 650—700° С в течение 2—3 мин в никелевых тиглях.

При вычислении плотности дислокаций учитывали плоскодон­ ные ямки травления круглой, шести- и треугольной формы. При травлении выявлены винтовые дислокации с вектором Бюргерса,

Здесь 6 — полуширина кривой качания; b — вектор Бюргерса дис-

лельны плоскости базиса или образуют с этой плоскостью неболь­

Наряду с образцами монокристаллов SiC, содержащими различ­ ное количество дислокаций, исследована рекомбинация атомов водорода на образце монокристалла SiC, травленного в смеси К О Н и KNOg, и на том же образце после шлифования его на алмазном круге, а также каталитическая активность поликристаллического образца карбида кремния.

На всех семи образцах опыты проводили при общем давлении

с помощью золотой пробы с припаянной к ней тонкой хромель-алю- мелевой термопарой. Д о начала измерений все образцы SiC после откачки системы и пуска газа помещали в зону высокочастотного

7і,град

относительного расстояния до разрядной трубки при различной обработке поверх­

разряда и выдерживали в течение 30 мин для дополнительной очистки поверхности при ее бомбардировке атомами водорода.

Измеренные значения стационарного разогрева Т( (° С) образ­ цов с дислокациями (/—4), образца 5 монокристалла до шлифова­ ния (5а) и после него (56), а также образца 6 поликристаллического карбида кремния приведены на рис. 24, а, б.

В соответствии с измеренными значениями Т{ (х() и проведенными расчетами получены коэффициенты у рекомбинации атомов во­ дорода на поверхности образцов SiC. Полученные значения v для соответствующих образцов таковы: (1) — 0,939 • Ю""2; (2) — 1,42 X

Максимальная величина погрешности в Ду составила ± 2 5 % . Та­ ким образом, увеличение содержания дислокаций в монокристалле

ностной активности при наличии винтовых дислокаций. К сожале­ нию, у нас не было монокристаллов SiC, содержащих одинаковое количество разнородных дислокаций при отсутствии дислокаций другого типа.

Исходя из полученных значений у на поверхности монокристал­ лов SiC можно также сделать вывод о том, что дислокации не яв­

Скорость взаимодействия атомов водорода со шлифованной поверхностью карбида кремния оказалась примерно в два раза большей, чем с естественно полированной поверхностью того же образца. Таким образом, в результате механической обработки по­ верхность монокристалла SiC характеризуется способностью к зна­ чительному увеличению реакционной активности.

Из сравнения у на моно- и поликристаллическом карбиде крем­ ния видно, что монокристаллы SiC, содержащие большое количест­ во дислокаций, обладают каталитической активностью, характер­ ной для поликристаллических образцов. Поскольку дислокации являются линейными дефектами, характеризующимися определен­ ной избыточной упругой энергией деформации, эта избыточная энергия может приводить к тому, что присоединение к ним газооб­ разных частиц при адсорбции газа будет происходить намного легче, чем на остальной поверхности. Скорость поверхностной реак­ ции при этом возрастает.

Поликристаллические образцы SiC, полученные методами по­ рошковой металлургии (прессованием и спеканием), также харак­ теризуются повышенной каталитической активностью, по сравне­ нию с монокристаллами.

Антимониды галлия и индия. Интересными объектами для ис­ следования процесса гетерогенной рекомбинации на поверхностях полупроводников являются также интерметаллические полупровод­

Эти вещества в последние годы получили широкое распростране­ ние в качестве материалов для изготовления различных полупро­ водниковых приборов.

Интенсивное изучение свойств этих соединений привело к откры­ тию новых физических^явлений, созданию принципиально важных для техники электронных приборов и существенно способствовало

развитию физики твердого тела [287]. Интерес к этим соединениям особенно возрос в связи с созданием полупроводниковых квантовых генераторов.

Полупроводники типа A n i B v имеют структуру цинковой об­ манки. Относительное расположение атомов в этой решетке такое

четыре атома другого сорта. Решетки типа алмаза и цинковой об­ манки можно описать как две вставленные друг в друга гранецентрированные кубические решетки. В решетке алмаза все атомы

\ 4 ' 4 ' 4 ) '

где а — длина ребра куба гранецентрированной решетки. Длина вектора т равна - | - ] / 3 л ; 0,433 а; т является кратчайшим расстоя­

небольшой примеси ионности. Последняя обусловлена тем обстоя­

целесообразным выбор антимонидов индия и галлия как наиболее интересных представителей соединений A 1 U B V . При постановке исследования на этих полупроводниках нельзя не обратить внима­ ния на чрезвычайно большую прочность связи Ga — Sb в решетке