ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Приготовление чистых поверхностей металлов из "Катализ вопросы избирательности и стереоспецифичности катализаторов" Хотя применение первого метода ограничено случаями, когда окислы. металла нестабильны, все же очисткой мгновенным раскаливанием до высокой температуры в вакууме можно легко получить чистые поверхности тугоплавких нитей, Изготовленных, например, из вольфрама илн молибдена. При этом поверхность имеет величину всего лишь порядка 1 см-. При охлаждении поверхность будет очень легко загрязняться из-за адсорбции остаточного газа в системе. Тем не менее если понизить давление остаточного газа при помощи геттеров до достаточно малой величины, то скорость загрязнения уменьшится настолько, что в продолжение серии опытов чистота поверхности будет оставаться удовлетворительной. Напри.мер, поскольку адсорбция монослоя N2 на вольфрамовой нити осуществляется при давлении 10 мм рт. ст. за 100 сек, то максимальное остаточное давление газа в системе, по-видимому, не должно превышать 10 мм рт. ст. [21]. Такое давление можно легко измерить обратным ионизационным. манометром [22]. [c.93] В более устойчивую форму. Поверхность металлических пленок может доходить до 10 см 1г, как, например, для никеля, осажденного на стеклянной подложке, и, кроме того, поверхность приблизительно пропорциональна весу пленки [27]. [c.94] Не подвергавшиеся спеканию. металлические пленки, как правило, непригодны для изучения работы выхода вследствие того, что их электрические свойства определяются микрокристаллитами и отличаются от характеристик, полученных для. массивного металла [28]. Многие пленки показывают расширение параметров решетки на 1—2% [29] и приобретают нормальные металлические свойства только после спекания. Эти структурные изменения обнаруживаются при измерениях работы выхода, показывающих, что работа выхода металлической пленки в процессе спекания возрастает [30]. Напыленная пленка металла, весящая 50 мг, может содержать 10 000 атомных слоев и иметь внутреннюю поверхность, равную примерно 5000 см , а так как для покрытия этой поверхности необходимо 10 молекул (число, значительно превышающее количество газа, адсорбируемого на стенках хорошо обезгаженного сосуда), то можно ожидать, что пленка в течение некоторого времени сохранится незагрязненной [31]. Имеется много доводов в пользу чистоты металлической поверхности, полученной напылением [31]. В частности, найдено следующее а) данные Робертса по теплоте адсорбции на вольфрамовых нитях согласуются с данными Бика [32] для напыленных металлических пленок, так что в обоих случаях были получены, по всей вероятности, одинаковые поверхности, и можно предположить, что обе поверхности были чистыми б) величины поверхности, рассчитанные из данных по физической адсорбции, согласуются с результатами, полученными из хемосорбционных из.мерений, а это было бы невозможным, если бы часть поверхности была загрязнена, ибо величины, определенные по хемосорбции, были бы меньше найденных по физической адсорбции, которая не является специфичной в) было установлено, что величина хемосорбции находится в прямой зависимости от веса пленки, тогда как в случае существенного загрязнения пленок она была бы более заметной для пленки, весящей 5 лгг. че.м, скажем, для пленки весом 50 мг. [c.94] Метод ионной бомбардировки в одинаковой степени пригоден и для монокристаллов, и для поликристаллических поверхностей. Фарнсуорт с сотрудниками [34] показали, что такая обработка оказывается эффективной для различных металлов и для полупроводника германия, который использовали в виде монокристалла для измерения работы выхода [35]. Бомбардировка положительными ионами аргона удаляет загрязнения из приповерхностного слоя толщиной до нескольких сотен атомных слоев в зависимости от времени и интенсивности обработки, но при этом все же остаются захваченные поверхностью положительные ионы. Кроме того, поверхность содержит некоторое количество дефектов, образовавшихся в результате смещения атомов металла нз их равновесных положений в решетке. Поэтому для освобождения от дефектов решетки и от захваченного аргона необходим отжиг при повышенной температуре. Вследствие значительной опасности загрязнения в процессе отжига необходимо поддерживать в системе давление ниже 10 ° мм рт. ст. [36]. Истинное состояние поверхности определяют методом дифракции медленных электронов. Однако вполне справедливо отмечено [37], что воспроизводимые дифракционные максимумы, получаемые после ионной бомбардировки и отжига, не обязательно доказывают чистоту поверхности, даже если они и соответствуют дифракционным максимумам поверхностной решетки металла упорядоченно загрязненная поверхность также может дать воспроизводимую картину, которую можно принять за результат ориентированной поверхности. [c.95] Вернуться к основной статье