ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Механизм влияния освещения из "Электронная теория катализа на полупроводниках" Рассмотрим прежде всего влияние освещения на адсорбционную способность [5, 35]. Ограничимся для простоты случаем, когда хемосорбированные частицы имеют чисто акцепторную природу. Пусть им соответствуют на рис. 49 акцепторные поверхностные локальные уровни А. Уровень на этом рисунке изображает положение уровня Ферми при отсутствии освещения. [c.137] Формула (63) дает относительное изменение заполнения поверхности под влиянием освещения (иначе говоря, относительное изменение адсорбционной способности). Величина ц показывает, во сколько раз при включении освещения увеличивается содержание прочной формы хемосорбции. [c.138] Ответ на вопрос о том, будет иметь место фотодесорбция или фотоадсорбция, зависит, как мы видим, не только от условий освещения, не только от природы адсорбента и адсорбтива, но в то же время и от биографии образца, подвергаемого освещению, т. е., как это видно и з (73), от положения уровня Ферми в неосвещенном образце. При обогащении образца акцепторной примесью, приводящей к снижению уровня Ферми, при прочих равных условиях (и при неизменных условиях освещения) фотодесорбция, как это видно из (72) и (73), может оказаться смененной фотоадсорбцией. При обогащении донорной примесью, сопровождающемся повышением уровня Ферми, наоборот, фотоадсорбция может уступить место фотодесорбции. [c.140] Заметим, что если хемосорбированные частицы являются не акцепторами, а донорами, то в выражении (70) для числитель и знаменатель, как легко показать, следует поменять местами. При этом также в (72) меняются местами условия фотоадсорбции и фотодесорбции. [c.140] Рассмотрим теперь влияние освещения на каталитическую активность полупроводника (фотокатализ). Этот эффект может быть обусловлен изменением реакционной способности хемосорбированных частиц под влиянием освещения. Поясним это на следующем примере. [c.140] Представим себе, что из общего числа N частиц данного сорта, адсорбированных на единице поверхности, в реакции участвуют (т. е. являются реакционно-способными) лишь те частицы, которые находятся в состоянии прочной акцепторной связи с поверхностью, т. е. [c.140] Величина ц, в данном случае показывает, во сколько раз увеличивается под влиянием освещения (при прочих неизменных внешних условиях) число реакционно-способных частиц, адсорбированных на единице поверхности. Очевидно, скорость гетерогенной реакции, в которой участвуют эти частицы, оказывается тем самым функцией и таким образом оказывается чувствительной к освещению. Если А = Ар = О (фотоэлектрически неактивное поглощение света), то согласно (70) ц = 1 и освещение вовсе не оказывает влияния на скорость реакции. [c.141] В заключение еще раз подчеркнем, что рассмотренный механизм влияния освещения на адсорбционную способность и каталитическую активность полупроводника относится к тому случаю, когда поглощение света обогащает кристалл свободными электронами или дырками (или теми и другими одновременно). Это, однако, не всегда имеет место. В некоторых случаях поглощение света в кристалле может иметь экситонный механизм. С таким механизмом мы встречаемся, по-видимому, в области собственного поглощения, которое, как правило, фотоэлектрически неактивно. [c.141] Вернуться к основной статье