Междоузельный ион
Cтраница 4
Моттом [5, 6], химическая сенсибилизация рассматривается только как причина образования поверхностных частиц, служащих ловушками для электронов. Они основывали этот механизм на опытных данных о том, что галоидное серебро обладает как электронной фотопроводимостью, так и ионной проводимостью при комнатной температуре. В применении его к образованию поверхностного скрытого изображения они принимали, что электроны, освобожденные фотонами в галоидном серебре, захватываются центрами светочувствительности - частицами серебра или сульфида серебра, расположенными на поверхности кристаллов, и затем нейтрализуются междоузельными ионами серебра, диффундирующими к центрам захвата. Ни в одной из этих теорий не рассматривается достаточно подробно поведение положительных дырок ( или атомов брома), которые, согласно исходным положениям этих теорий, должны освобождаться одновременно с фотоэлектронами или атомами серебра. Обычно принималось, что они покидают поверхность кристалла и реагируют с молекулами окружающей среды. Хотя были предцри-няты попытки снять это возражение путем введения дополнительных гипотез [9], оно осталось основным слабым местом теории образования поверхностного скрытого изображения Герни и Мотта. [46]
Можно считать, что поверхностные электронные ловушки, какова бы ни была их природа, существуют уже после физического созревания; химическое созревание усиливает их способность акцептировать фотоэлектроны, превращая их в центры светочувствительности, которые представляют собой, согласно Митчеллу, агрегаты из двух или трех / - центров. Эти центры светочувствительности в зависимости от условий химического созревания локализованы либо только на поверхности, либо на поверхности и в подповерхностном слое микрокристаллов; последняя возможность, несомненно, существует у высокочувствительных эмульсий. Уточним, что подповерхностная область может распространяться на глубину нескольких постоянных решетки ( - 10) под поверхность микрокристалла. В более глубоких областях кристалла ( глубже подповерхностной области) электронные ловушки менее глубоки ( в энергетическом отношении), и если они все же участвуют в образовании глубинного скрытого изображения при обычной температуре, то это объясняется большой подвижностью междоузельных ионов серебра, которые успевают весьма быстро нейтрализовать фотоэлектроны, слабо закрепленные в глубинных ловушках. В обычных условиях, когда химическое созревание проводится в присутствии сернистых сенсибилизаторов, внутренние ловушки не изменяются или весьма мало изменяются в результате созревания; следовательно, они практически не зависят от светочувствительности эмульсии, что указывает на их образование главным образом в процессе физического созревания. Экспериментальные данные, которые позволили бы точно установить природу этих ловушек, отсутствуют, однако весьма правдоподобной является гипотеза о дефектах кристаллической решетки, которые возникают в процессе роста кристалла. [47]
Для фотографирования чаще всего используют фотоэмульсию - коллоидный раствор равномерно распределенных в желатине кристалликов галоидного ( в основном бромистого) серебра, размеры к-рых от 0 03 до 1 - 2 мкм. С, образующиеся в процессе приготовления эмульсии вследствие хим. взаимодействия с активными компонентами желатины. При экспонировании свободные электроны, возникающие в бромистом серебре в результате поглощения квантов света, захватываются центрами С, заряжая их отрицательно. Находящиеся в решетке бромистого серебра подвижные междоузельные ионы Ag притягиваются к центрам С. Поскольку такой процесс повторяется многократно ( глубокий фотолиз), образуются макроскопические количества серебра, являющиеся стойкими центрами скрытого фотографического изображения. При проявлении в восстановительном растворе эти центры служат катализаторами реакции восстановления серебра, так что засвеченные кристаллики превращаются в серебряные частицы, а не засвеченные кристаллики не изменяются и при последующей фиксации растворяются и удаляются из эмульсионного слоя. В результате проявления получается изображение, сформированное частицами серебра нитевидной структуры, вкрапленными в желатиновую основу. [48]
Эта форма кинетической зависимости скорее всего объясняется тем, что продукт реакции покрывает поверхности микрозерен, образующихся в результате растрескивания при фазовом превращении. Когда вся поверхность полностью покрыта продуктом, скорость реакции определяется величиной поверхности раздела между серебром и азидом серебра. При разложении препаратов, соосажденных с кадмием, скорость покрытия поверхности продуктом уменьшается, однако максимальная скорость реакции не меняется. В присутствии серы в точках, соседних с атомами серы, вероятно, образуется избыток междоузельных ионов серебра, которые образуют серебро при разложении сульфида в начальной стадии нагревания. [49]
Полученные результаты можно объяснить только исходя из предположения, что сенсибилизаторы реагируют с бромом, что вполне разумно с химической точки зрения. После связывания части брома сенсибилизатором остается избыток электронов. Для образования серебряных центров скрытого изображения, невидимому, не требуется специальных электронных ловушек, поскольку скрытое изображение появляется в основном на открытой поверхности бромида серебра. Так как подвижность электронов вдвое превышает подвижность дырок, то скрытое изображение образуется далеко от экспонированного участка, в котором остается избыток положительных дырок. Объемный заряд, возникающий в результате этой разницы в подвижности, - создает электрическое поле, обусловливающее перемещение междоузельных ионов в области, богатые электронами. Митчелл не дает детальной теории этих явлений. [50]
Вг -, которые переходят в раствор. Этот пустой узел может в процессе созревания захватить электрон из раствора. Для этого нет необходимости добавлять к желатине специальный восстановитель, так как сама желатина играет роль последнего. В результате образуется / - центр типа BrQ. Комплекс SgBra, образовавшийся после захвата электрона, неустойчив, так как он обладает избыточным отрицательным зарядом относительно нормальной решетки; местное равновесие решетки достигается путем захвата междоузельного иона AgQ. Кроме того, местная ассоциация таких комплексов и выделение из них групп ( Agt BrD) может привести к образованию нескольких коллоидных частиц серебра. Этот последний процесс облегчается, если желатина обладает восстановительными свойствами. Во всяком случае, при сернистой сенсибилизации преобладает сульфидный комплекс, так как коллоидное серебро образуется в результате диссоциации только некоторой части сульфидных комплексов. Этим объясняется тот факт, что узкая полоса В не всегда появляется во всех эмульсиях, созревавших в присутствии одной только желатины, и что в случаях ее появления она менее интенсивна, чем широкая полоса А, на которую она накладывается. [51]
 |
Распределение цинка в арсениде галлия для различного времени диффузии при температуре 1030 К. [52] |
Наиболее детально исследовано диффузионное поведение цинка, который часто используется при формировании р - n - структур в качестве акцепторной примеси. Для всех соединений Л в типичным является ступенчатое концентрационное распределение цинка, которое не может быть описано стандартным решением диффузионного уравнения. В качестве примера на рис. 24 - 16 показано распределение Zn в арсениде галлия при различных временах диффузионного отжига. Резкий спад концентрации Zn наблюдается вблизи р-п-перехода. Полагают, что Zn в GaAs находится в двух состояниях - в виде отрицательно ( однократно) заряженных акцепторных атомов, замещающих вакансии в Ga-под-решетке, и в виде положительно ( двукратно) заряженных междоузельных ионов. Междоузельные ионы определяют кинетику диффузионного легирования, поскольку коэффициент диффузии их велик. Однако электрическое поле образующегося р - n - перехода препятствует диффузии этих ионов. [53]
Наиболее детально исследовано диффузионное поведение цинка, который часто используется при формировании р - n - структур в качестве акцепторной примеси. Для всех соединений Л в типичным является ступенчатое концентрационное распределение цинка, которое не может быть описано стандартным решением диффузионного уравнения. В качестве примера на рис. 24 - 16 показано распределение Zn в арсениде галлия при различных временах диффузионного отжига. Резкий спад концентрации Zn наблюдается вблизи р-п-перехода. Полагают, что Zn в GaAs находится в двух состояниях - в виде отрицательно ( однократно) заряженных акцепторных атомов, замещающих вакансии в Ga-под-решетке, и в виде положительно ( двукратно) заряженных междоузельных ионов. Междоузельные ионы определяют кинетику диффузионного легирования, поскольку коэффициент диффузии их велик. Однако электрическое поле образующегося р - n - перехода препятствует диффузии этих ионов. [54]
Страницы: 1 2 3 4