Гуревич Ю. Я., -Плесков Ю. В. Фотоэлектрохимия полупроводников.—М.: Наука, 1983.—312 с.
В монографии описывается широкий круг фотоэлектрохимических процессов, протекающих на границе раздела полупроводник/электролит и обусловленных фотовозбуждением как полупроводника, так и реагентов в растворе. Рассмотрены практические приложения: фотоэлектрохимическое травление, методы исследования объемных и поверхностных свойств полупроводников, электрохимическая запись голограмм, электрофотография и — весьма подробно — вопросы преобразования солнечной энергии. Сверх того, в книге изложены основы электрохимии полупроводников в целом. Книга представляет интерес для специалистов в области физической химии, электрохимии, физики поверхности и технологии полупроводников.
Табл. 8. Ил. 128. Библиогр. 621 назв.
ПРЕДИСЛОВИЕ
фотоэлёктрохимйческие процессы, протекающие на полупроводниковых материалах в контакте с раствором электролита, в последние годы привлекают все более широкое внимание главным образом в связи с их возможными практическими применениями, в частности в энергетике. В предлагаемой монография ставится цель рассмотреть с единой точки зрения все многообразие этих процессов.
При работе над книгой авторы считали своей главной задачей, с одной стороны, описать успехи, достигнутые в теорий и практике фотоэлектрохимии полупроводников, и, с другой — сформулировать проблемы и перспективы этой быстро развивающейся области науки.
В то же время авторы полагали правильным не ограничивать себя строго «фотоэлектрохимическими» рамками, и отсюда проистекает вторая задача — дать читателю достаторно широкие сведения по современному состоянию электрохимии полупроводников в целом. В этом плане настоящее издание заменяет книгу В. А. Мямлина и Ю. В. Плескова «Электрохимия полупроводников», выпущенную издательством «Наука» в 1965 г. Избранный подход имеет целью не только сделать книгу «самозамкнутой», но и расширить круг ее потенциальных читателей, по-скольку все специальные вопросы освещаются в процессе изложения основного материала.
Эти две задачи наложили определенный отпечаток на форму изложения и построение книги. Первая часть, в которую входят главы 1—4, имеет общий характер; она играет роль своеобразного обзора состояния современной электрохимии полупроводников и в то же время является расширенным введением ко второй, собственно фотоэлектрохимической части (главы 5—10). В соответствии с этим цитирование литературы в первой части носит выборочный характер (вместе с тем в процитированных обзорах можно найти ссылки на работы,где проведен детальный разбор обсуждаемых вопросов). Напротив, во второй, специальной, части авторы стремились представить достаточно полную картину всех имеющихся экспериментальных данных, поэтому список литературы к этим главам значительно более широк. При этом в тексте нашла отражение литература в основном до конца 1980 г.; литература, вышедшая после 1980 г., приведена в дополнительном списке. Всюду в книге, если это специально не оговорено, используется международная система единиц СИ.
Выражаем искреннюю признательность Л. И. Кришталику, J о. А. Ротенбергу, С. Ф. Тимашеву за полезные замечания, сделанные при просмотре рукописи.
Авторы.
ОГЛАВЛЕНИЕ
ПРЕДИСЛОВИЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ ВВЕДЕНИЕ . .
Глава 1
НЕОБХОДИМЫЕ СВЕДЕНИЯ ИЗ ФИЗИКИ ПОЛУПРОВОДНИКОВ...............
1.1. Общая характеристика полупроводниковых материалов ....
1.2. Равновесные концентрации носителей тока в полупроводниках
1.3. Особенности поглощения света полупроводниками......
1.4. Неравновесные носители и процессы рекомбиаации.......
1.5. Явления переноса..................". . . .
Глава 2 ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ГРАНИЦЫ РАЗДЕЛА
ПОЛУПРОВОДНИК/РАСТВОР ЭЛЕКТРОЛИТА.........
2.1._Работа выхода и межфазные равновесные потенциалы ......
2.2. Равновесный электродный потенциал.............
2.3. Электрохимический потенциал электронов в растворе ......
2.4. Равновесные потенциалы важнейших полупроводниковых материалов...........................
Глава 3
СТРОЕНИЕ ДВОЙНОГО ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО СЛОЯ НА ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ЭЛЕКТРОДАХ ...............
3.1. Модель двойного электрического слоя.............
3.2. Область пространственного заряда в полупроводнике — распределение носителей и потенциала................
3.3. Область пространственного заряда в полупроводнике — дифференциальная емкость ......................
3.4. Область пространственного заряда в электролите — распределение потенциала в двойном слое................
3.5. Поверхностные электронные состояния............
'3.6. Поверхностная рекомбинация...............
3.7'. О методах изучения двойного электрического слоя. Измерение
потенциала плоских зон...........'...... . .
3.8. Избранные экспериментальные результаты ..........
Глава 4
КИНЕТИКА ЭЛЕКТРОДНЫХ РЕАКЦИЙ НА ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ЭЛЕКТРОДАХ................... 104
4.1. Феноменологическое описание электродных реакций...... 104
4.2. Основы теории элементарного акта ............. НО
4.3. Вычисление токов электронного переноса........... 120
4.4. Анализ выражений для токов электронного переноса ..... 123
4.5. Предельные токи неосновных носителей............ 129
4.6. Избранные экспериментальные результаты........... 132
Глава 5
ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ, ОБУСЛОВЛЕННЫЕ ФОТОВОЗБУЖДЕНИЕМ РЕАГЕНТОВ В РАСТВОРЕ...... 138
5.1. Основы теории электродных реакций фотовозбужденных реагентов 139
5.2. Особенности полупроводниковых электродов с позиций исследования реакций фотовозбужденных реагентов.......... 144
5.3. Результаты экспериментального исследования фотосенсибилизации полупроводниковых электродов............. 147
Глава 6
МЕТОДЫ ОПИСАНИЯ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ, ОБУСЛОВЛЕННЫХ ФОТОВОЗБУЖДЕНИЕМ ПОЛУПРОВОДНИКА 154
6.1. Вычисление фототоков и фотопотенциалов. Кинетический подход 154
6.2. Сопоставление теоретических и экспериментальных результатов 164
6.3. Вычисление фототоков и фотопотенциалов. Квазитермодинамический подход ....................... 168
6.4. О границах применимости концепции квазиуровней Ферми
в электрохимической кинетике................ 175
Глава 7
ФОТОКОРРОЗИЯ И СТАБИЛЬНОСТЬ............ . 179
7.1. Общие представления о коррозии.............. 179
7.2. Фотокоррозия........................ 186
7.3. Фотокоррозионное поведение важнейших полупроводниковых материалов.......................... 190
7.4. Некоторые молекулярно-структурные аспекты 'фотокоррозии . . 193
Глава 8
ПРЕОБРАЗОВАНИЕ ЭНЕРГИИ СВЕТА В ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК.............................. 199
8.1. Фотогальваничеекие и фотовольтаические элементы ...... 199
8.2. Эффективность преобразования солнечной энергии в фотоэлектро-химичееких элементах.................... 201
8.3. Жидкостные солнечные батареи — принцип действия и энергетика преобразования....................... 205
8.4. Фотоэлементы с полихалькогенидными электролитами . . . . . 210
8.5. Фотоэлементы с электродами из дихалькогенидов переходных металлов........................... 215
8.6. Фотоэлектроды с химически модифицированной поверхность^ 218
Глава 9 ПРЕОБРАЗОВАНИЕ ЭНЕРГИИ СВЕТА В ХИМИЧЕСКУЮ
ЭНЕРГИЮ........................... 219
9.1.- Элементы! для фотоэлектролиза воды. Принцип действия и энергетика преобразования ................... 220
9.2. Электроды для фотоэлектролиза воды............. 229
9.3. Пути повышения эффективности фотоэлектролиза воды..... 239
9.4. Фотоэлектрохимический синтез................ 248
9.5. Перспективы практического применения полупроводниковых фотоэлектрохимических элементов ............... 250
Глава 10
ОТДЕЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ ФОТОЭЛЕКТРОХИМИИ ПОЛУПРОВОДНИКОВ........................... 252
10.1. Светочувствительное травление полупроводников....... 252
10.2. Фотоэлектрохимические шумы на границе полупроводник/электролит ........................... 261
10.3. Фотоэлектронная эмиссия из полупроводников в растворы . . . 266
10.4. Полупроводниковая электрохимическая фотография .*..... 270
10.5. Радиационная электрохимия полупроводников........ 272
10.6. Электроиндуцированная люминесценция........... 274
ЗАКЛЮЧЕНИЕ...................... . . . 276
ЛИТЕРАТУРА......................... 278
ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ЛИТЕРАТУРА .............. 297
ПРЕДМЕТНЫЙ УКАЗАТЕЛЬ .................. 306
Цена: 150руб.
