Лекции по наноматериалам и нанотехнологиям
Электронные свойства поверхности металлов и оксидов металлов
жүктеу/скачать 12,63 Mb. Pdf көрінісі
|
Nanomateriali i nanotehnologii bak
| 1.5.3. Электронные свойства поверхности металлов и оксидов металлов
Свойства поверхности распространяются вглубь твердого тела на десятки нанометров. Для характеристики этих свойств используются электронные зоны, валентные зоны, зоны проводимости, фононные и магнитные возбуждения. Поверхностные состояния имеют энергии отличные от массивных твердых тел. В кристаллическом поле или поле лигандов пониженной симметрии для поверхности оксидов переходных металлов вырождение d уровней снимается. Их энергия становится ниже вырожденных d -электронов массивного оксида. Таким образом, поверхностный донорный уровень находится ниже дна зоны проводимости, а поверхностный акцепторный уровень выше потолка валентной зоны, т.е. поверхностные уровни, лежат в запрещенной зоне. Энергия поверхностных уровней s E (расстояние от пониженного поверхностного одноэлектронного уровня до дна зоны проводимости) оценивается по формуле 1 / 2 s g E E , где g E - ширина запрещенной зоны, 1 , / s M M - отношение поверхностной константы Маделунга к объемной константе Маделунга M ; 2 I A zM e , I - потенциал ионизации металла, A - сродство к электрону неметалла, z - валентность, e - заряд электрона. Большинство оксидов и сульфидов металлов являются полупроводниками. Электронная проводимость полупроводников имеет вид 0 exp a E kT , где a E - энергия активации электропроводности. Характер зависимости энергии активации a E оксидов и сульфидов металлов подобен зависимости энергии связи Q кислорода с поверхностью металлов. Это отражает тенденцию переноса закономерности построения молекулярных 81 орбиталей для отдельных ионов на организацию уровней для поверхностных слоев оксидов металлов. Минимумы a E и Q наблюдаются для 3 d и 7 d конфигураций, а максимумы для 0 5 10 , , d d d конфигураций. Максимум плотности электронных поверхностных состояний в металлах почти во всех случаях наблюдается ниже уровня Ферми. Для вольфрама методом спектроскопии электронного проектора наблюдались незаполненные локализованные состояния на поверхности вольфрама до 4 эв выше уровня Ферми. жүктеу/скачать 12,63 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|