Adsorpion和解吸氧化物半导体表面的氧的二进制

文摘

二进制半导体层的再生后等温吸附的氧气在不同温度下进行20°C和350°C之间的研究。使用的样品层CdSe通过真空蒸发在玻璃基板上,氧化锌和氧化SnO2层。这些去年增长了氧化锌和锡层在各自的温度为450°C和200°C下O2气体。考虑层金属由真空蒸发技术在玻璃、铝和金属基板,各种性质的金属基体上电沉积(铜、铝、钢铁…)。实验结果表明,在吸附的氧气,两个点之间的电阻测量样品表面变化作为温度的函数和样本的性质。CdSe层和氧化锌强烈吸附氧气在高温下大约200°C,而最大吸附率的O2 SnO2获得较低的温度。在同一温度的等温解吸吸附表明,该层可以再生,但长度相对较长时间。层下O2加热,温度选择,这个元素不太敏感。总再生证明了可逆的氧气与表面性质对材料的稳定性,并通知

关键字

吸附、电导、解吸、氧化、半导体表面。

介绍

CdSe层和氧化锌强烈吸附氧气在高温下大约200°C,而O的最大吸附率₂由SnO₂获得较低的温度。在同一温度的等温解吸吸附表明,该层可以再生,但长度相对较长时间。如果不足,样品受到全面解吸温度设定的温度3°C / mn速度相对较慢,它允许解吸的微分能量的贡献。突出显示的曲线S (T) = d日志R / d (10³/ T)。层加热下O₂在选择温度,该元素不太敏感。总再生显示交互的氧气的反应的可逆的性质与表面和通知材料的稳定性。,目的是产生气体传感器在中期内,似乎有趣的使用作为一个薄层吸附材料,其比表面积,更重要比单晶的相同的明显的表面,应该赋予表面上的导电层更好的敏感性很强的气体化学吸收作用[1,2,3,4,5]。

理论

在简单的情况下,一个可以说气体而被固定在半导体表面引入到材料的禁带的表面状态可以玩电子的受体或捐赠的一部分:如果是受体表面负的电荷,而如果是捐赠一个正电荷。这个表面电荷必须补偿半导体表面下的空间电荷符号相反的性质(积累、贫困),取决于类型n或半导体p。电导的空间电荷修改固体的表面区域,因此半导体的总电阻板。注意电阻的相对变化的半导体单晶层的类型n是由:

在R₀是最初的电阻,q电子电荷,μ_n电子的移动,和不同K一维恒定的层根据时间的变化在等温吸附和解吸,直到达到电子平衡在这两种情况下。我们将使用之后,电阻变化与气体的温度和时间作为参数交互。

结果和讨论

的曲线无花果(1),(2)和(3)等温线的吸附/解吸(也就是说,在同一温度)表明,一般情况下,解吸是不完整的。有一些赞成解吸温度的值。所需的能量由它们对应于能量解吸ionosorbed物种的最大密度。但高吸附物的密度可以由这些能量眠。

的曲线无花果(4)和(5)表明样品氧的敏感性被看好在某些温度范围。氧化锌的层强烈吸附氧气在高温下大约200°C,而最大的吸附率₂在SnO₂获得较低的温度。

结论

在这项工作中,我们发现层准备在不同条件下的行为n型半导体。我们还表明,电阻在室温下,高的(MΩ)氧化锌和SnO2沉积在玻璃基板和CdSe (GΩ),并与温度变化显著。这些样品中氧的存在是敏感的温度范围从环境到350°C。测试表明,吸附的氧气,在不同类型的样本,ionosorption这种气体会导致大变化的电阻温度的依赖。此外,我们发现温度对应的最大变化,那些有关高反应活性的表面与氧气,这些状态被激活所需的能量交互与这种类型的气体。

引用

1. H Windischmann, P Markj。薄膜的模型操作SnO x Conductance-Modulation一氧化碳传感器Electrchem Soc.126, N°4, 627 - 633, 1979。
2. SR莫里森。Semiconductior气体传感器。传感器和致动器。1982 - 1983年;2:329 -341。
3. F拉乌尔定律。的博士学位论文。法国雷恩大学科学我,1987。
4. B福丁。的博士学位论文。法国雷恩大学科学我,1987。
5. Th。Wolkenstein,半导体表面的物理化学,版本米尔莫斯科(法语翻译),1977年。