Наноматериалы: лабораторный практикум под ред. В.А. Мошникова
Подождите немного. Документ загружается.
61
Лабораторная
работа
6
АНАЛИЗ
ЭВОЛЮЦИИ
НАНОМАТЕРИАЛОВ
С
ФРАКТАЛЬНОЙ
СТРУКТУРОЙ
МЕТОДОМ
ДИНАМИЧЕСКОЙ
ГАЗОЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ
Цель работы
:
анализ
однородности
перколяционных
сетей
наномате
-
риалов
с
фрактальной
структурой
.
6.1.
Основные
понятия
и
определения
6.1.1. Полупроводниковые химические сенсоры
Полупроводниковый
химический
сенсор
−
это
электронный
прибор
,
предназначенный
для
контроля
над
содержанием
в
окружающей
среде
того
или
иного
газа
.
Принцип
действия
прибора
основан
на
эффекте
трансформа
-
ции
величины
адсорбции
непосредственно
в
электрический
сигнал
,
соответ
-
ствующий
количеству
частиц
газа
,
адсорбированных
из
окружающей
среды
или
же
появившихся
на
поверхности
рабочего
элемента
сенсора
благодаря
гетерогенной
химической
реакции
.
Полупроводниковые
химические
сенсоры
можно
условно
классифици
-
ровать
по
следующим
признакам
:
•
по
типу
выбранных
для
контроля
электрофизических
характеристик
,
таких
как
электропроводность
,
термо
-
ЭДС
,
работа
выхода
электрона
и
т
.
п
.;
•
по
типу
и
природе
полупроводникового
адсорбента
,
используемого
в
качестве
рабочего
элемента
сенсора
;
•
по
методу
регистрации
адсорбционного
отклика
.
Для
датчиков
на
основе
оксидов
металлов
,
относящихся
к
датчикам
ре
-
зистивного
типа
,
в
качестве
чувствительного
материала
применяют
SnO
2
,
ZnO, Fe
2
O
3
, WO
3
, Co
3
O
4
.
Датчик
изготавливают
методами
тонко
-
или
толстопленочной
техноло
-
гии
(
рис
. 6.1).
На
изолирующую
подложку
(
ситалл
,
сапфир
)
напыляют
кон
-
такты
.
Сверху
наносят
пленку
чувствительного
материала
.
На
обратной
сто
-
роне
изолирующей
подложки
формируется
тонкопленочный
резистив
-
ный
нагреватель
.
Основными
характеристиками
адсорбционно
-
полупроводниковых
газо
-
вых
сенсоров
являются
:
62
1)
чувствительность
датчика
к
детектируемому
газу
,
определяемая
по
относительным
значениям
сопротивления
или
проводимости
чувствительно
-
го
элемента
;
2)
селективность
датчика
,
т
.
е
.
его
избирательность
к
различным
газам
;
3)
температурная
зависимость
чувствительности
;
4)
время
отклика
сенсора
;
5)
время
восстановления
сенсора
.
Основную
проблему
повышения
чув
-
ствительности
к
газам
–
реагентам
,
возни
-
кающую
при
изготовлении
газовых
сенсо
-
ров
,
можно
решить
при
помощи
синтеза
наноструктурированных
композитов
,
обес
-
печивающего
увеличение
площади
по
-
верхности
газочувствительных
слоев
.
Химико
-
адсорбционные
полупровод
-
никовые
датчики
предназначены
для
обна
-
ружения
и
измерения
концентрации
взры
-
воопасных
и
токсичных
газов
,
паров
органических
жидкостей
и
применяются
:
•
в
системах
мониторинга
окружающей
среды
;
•
устройствах
контроля
утечек
из
газовой
аппаратуры
,
оборудования
и
газопроводов
систем
газоснабжения
в
рабочих
зонах
;
•
системах
обеспечения
безопасности
работ
и
сигнализации
до
взрыво
-
опасных
концентраций
природного
и
горючих
газов
в
шахтах
и
рабочих
зонах
;
•
пожарной
сигнализации
;
•
системах
контроля
непрерывных
технологических
процессов
,
связанных
с
изменением
газовой
среды
,
в
металлургии
,
нефтесинтезе
,
газопереработке
;
•
устройствах
контроля
полноты
сгорания
топлива
и
состава
продуктов
го
-
рения
в
теплоэнергетике
,
металлургии
,
автомобильном
транспорте
и
т
.
п
.
6.1.2. Механизм чувствительности сенсоров
Принцип
действия
полупроводниковых
газовых
сенсоров
на
основе
ме
-
таллооксидных
слоев
,
представляющих
собой
наноструктурированные
ком
-
позиты
,
заключается
в
изменении
электропроводности
в
результате
хемо
-
сорбции
газов
.
Эти
изменения
обусловлены
,
прежде
всего
,
изменениями
кон
-
центрации
электронов
в
зоне
проводимости
(
или
дырок
в
валентной
зоне
)
из
-
за
обмена
зарядами
с
адсорбированными
частицами
газовой
фазы
.
Рис
. 6.1.
Структура
полупроводникового
датчика
резистивного
типа
: 1 −
изолирующая
подложка
; 2 −
электрические
контак
-
ты
; 3 −
пленка
чувствительного
материала
; 4 −
пленка
нагревателя
3
2
2
1
4
63
а
б
Рис
. 6.2.
Зонная
диаграмма
пленки
металлооксидного
полупроводника
в
отсутствие
адсорбированного
кислорода
на
поверхности
(
а
)
и
с
адсорбированным
на
поверхности
кислородом
(
б
) (
без
учета
поляризации
)
Модельные
представления
,
объясняющие
изменение
проводимости
по
-
лупроводниковых
датчиков
при
детектировании
исследуемого
газа
сводятся
к
следующему
.
При
адсорбции
кислорода
на
поверхности
полупроводнико
-
вой
пленки
электроны
из
объема
полупроводника
переходят
к
находящемуся
на
поверхности
кислороду
,
что
приводит
к
искривлению
энергетических
зон
в
приповерхностной
области
(
рис
. 6.2,
где
ВАК
E
и
S
E
ВАК
−
уровни
вакуума
в
объеме
и
на
поверхности
соответственно
;
C
E
и
CS
E −
положения
дна
зоны
проводимости
относительно
уровня
вакуума
в
объеме
и
на
поверхности
соот
-
ветственно
;
F
E −
уровень
Ферми
;
V
E
и
VS
E −
положения
потолка
валент
-
ной
зоны
относительно
уровня
вакуума
в
объеме
и
на
поверхности
соответ
-
ственно
;
χ
и
S
χ
−
величины
сродства
к
электрону
в
объеме
и
на
поверхности
соответственно
;
φ
q
и
S
q
φ
−
работа
выхода
электрона
в
объеме
и
на
поверх
-
ности
соответственно
;
S
qU −
величина
поверхностного
барьера
,
обуслов
-
ленного
заряжением
поверхности
;
t
E −
энергетическое
положение
поверхно
-
стного
уровня
,
соответствующего
хемосорбированным
частицам
).
Это
ис
-
кривление
происходит
на
глубину
,
определяемую
длиной
экранирования
Де
-
бая
(
D
L ):
qN
U
L
S
D
0
εε
2
= ,
где
ε
−
диэлектрическая
проницаемость
полупро
-
водника
;
S
U −
высота
потенциального
барьера
;
q
−
заряд
электрона
;
N
−
концентрация
ионизированных
доноров
.
Кислород
,
адсорбируемый
на
по
-
верхности
зерен
,
вызывает
появление
области
обедненного
заряда
и
,
одно
-
C
E
V
E
CS
E
VS
E
F
E
ВАК
E
S
qU
S
χ
t
E
D
L
χ
S
qφ
φ
q
S
E
ВАК
C
E
V
E
F
E
ВАК
E
χ
φ
q
64
временно
,
уменьшение
или
полное
перекрытие
«
перешейков
»
между
зерна
-
ми
,
которые
являются
каналами
для
передвижения
электронов
.
Следует
отметить
,
что
кислород
может
находиться
в
различных
«
заря
-
женных
»
формах
:
2
2
2
OOO
О
−
−
−
→→→ .
Для
рабочих
условий
,
как
прави
-
ло
,
преобладает
однозарядная
адсорбционная
форма
кислорода
−
O
.
При
взаимодействии
восстанавливающего
газа
с
отрицательно
заряжен
-
ными
молекулами
кислорода
на
поверхности
полупроводниковой
пленки
об
-
разуются
электроны
,
которые
переходят
обратно
в
объем
полупроводника
,
а
продукты
реакции
уходят
с
поверхности
в
нейтральном
виде
.
Например
:
e6OH3CO2O6OHHC
2
2
5
2
++→+
−
или
е
+
→
+
−
2
COOCO .
Таким
образом
,
различие
проводимостей
полупроводникового
рези
-
стивного
слоя
в
отсутствие
и
при
наличии
газа
-
реагента
в
окружающей
атмо
-
сфере
несет
информацию
о
концентрации
детектируемого
газа
.
Роль
областей
объемного
заряда
в
суммарной
проводимости
резистора
зависит
также
от
размеров
зерен
и
характера
их
контактирования
друг
с
дру
-
гом
(
рис
. 6.3).
При
этом
могут
быть
реализованы
случаи
:
•
полной
модуляции
проводимости
зерна
(
рис
. 6.3,
а
);
•
модель
закрытых
мостиков
(
рис
. 6.3,
б
);
•
модель
открытых
мостиков
(
рис
. 6.3,
в
).
Согласно
модели
полной
модуляции
сопротивления
зерна
область
объ
-
емного
заряда
перекрывает
весь
объем
зерна
.
Модуляция
поверхностного
за
-
ряда
приводит
к
изменению
положения
уровня
Ферми
в
зерне
и
,
соответст
-
венно
,
к
изменению
концентрации
носителей
заряда
,
что
обуславливает
из
-
менение
сопротивления
сенсора
.
Этой
модели
соответствуют
сенсоры
с
чрез
-
вычайно
высокой
дисперсностью
,
например
,
полученные
реактивным
распы
-
лением
.
В
модели
закрытых
мостиков
размеры
области
объемного
заряда
мень
-
ше
диаметра
зерна
,
но
больше
диаметра
мостика
между
зернами
.
Области
объемного
заряда
,
обусловленные
адсорбцией
кислорода
,
перекрываются
между
собой
.
Это
соответствует
образованию
потенциального
барьера
для
движения
носителей
заряда
в
области
границы
зерен
.
В
проводимости
участ
-
вуют
только
те
электроны
,
энергия
которых
достаточна
для
преодоления
барьера
.
Уменьшение
поверхностного
заряда
при
взаимодействии
с
газом
приводит
к
снижению
высоты
потенциального
барьера
и
,
соответственно
,
к
увеличению
числа
электронов
,
способных
преодолеть
барьер
.
Этот
процесс
65
обуславливает
изменение
проводимости
сенсора
.
Эквивалентная
схема
це
-
почки
«
зерно
–
мостик
»
аналогична
модели
открытых
мостиков
.
Модель
бо
-
лее
характерна
для
керамических
сенсоров
,
полученных
путем
спекания
.
В
соответствии
с
моделью
открытых
мостиков
размеры
области
объем
-
ного
заряда
меньше
диаметра
контакта
между
зернами
.
Сопротивление
об
-
ласти
объемного
заряда
много
больше
сопротивления
объема
материала
,
по
-
этому
весь
ток
,
протекающий
через
мостик
,
концентрируется
в
центральной
его
области
.
Изменение
заряда
поверхности
приводит
к
изменению
размеров
области
объемного
заряда
и
,
следовательно
,
к
изменению
эффективного
се
-
чения
мостика
.
Изменяется
сопротивление
мостика
и
сенсора
в
целом
.
Экви
-
валентная
схема
цепочки
«
зерно
–
мостик
»
представляет
собой
последова
-
тельно
включенные
сопротивления
зерна
V
R
и
мостика
M
R ,
причем
послед
-
нее
является
переменным
.
Эта
модель
наиболее
характерна
для
сенсоров
,
сформированных
путем
спекания
механически
измельченных
материалов
при
высоких
температурах
.
а
б
в
Рис
. 6.3.
Модели
проводимости
зерен
:
а
−
полная
модуляция
проводимости
зерна
;
б
−
модель
закрытых
мостиков
;
в
−
модель
открытых
мостиков
Таким
образом
,
различие
проводимостей
полупроводникового
резистив
-
ного
слоя
в
отсутствие
и
при
наличии
газа
реагента
σ
∆
в
окружающей
атмо
-
сфере
несет
информацию
о
концентрации
детектируемого
газа
.
Чувствитель
-
ность
сенсора
к
детектируемому
газу
можно
определять
по
относительным
величинам
сопротивления
RR
∆
или
проводимости
σσ∆
.
Для
одного
и
того
же
адсорбента
чувствительность
к
различным
газам
существенно
зависит
от
температуры
.
Это
связано
с
тем
,
что
все
протекающие
этапы
реакции
взаи
-
модействия
сенсибилизирующего
газа
(
кислород
в
заряженной
форме
)
про
-
текают
с
определенными
тепловыми
эффектами
.
Сначала
восстановительный
газ
Г
взаимодействует
с
хемосорбированным
в
заряженной
форме
кислоро
-
дом
,
образующимся
в
результате
процессов
(
)
(
)
(
)
( )
( )
,
;
2
1
HAZeA
HAZgAZ
A
A
Z
AA
∆+→+
∆
+
→
+
−
66
где
A
−
сенсибилизирующий
газ
(
кислород
);
(
)
A
Z −
центр
его
адсорбции
(
незанятый
);
(
)
AZ
A
и
(
)
−
A
A
Z
–
соответственно
,
нейтральная
и
заряженная
формы
адсорбированного
A
;
1
∆
H −
теплота
адсорбции
нейтральных
частиц
;
2
∆
H −
теплота
образования
заряженной
формы
.
Условием
образования
(
)
AZ
A
,
естественно
,
является
1
∆
H ≥
0
k
Т
,
где
0
Т
−
температура
опыта
.
Элек
-
тропроводность
сенсора
изменяется
благодаря
реакциям
восстановительного
газа
Г
с
(
)
−
A
A
Z
,
а
именно
,
реактант
адсорбируется
в
соответствии
с
реакцией
(
)
(
)
(
)
,
ГГ
3
Г
Г
Н
ZgZ
∆
+
→
+
где
(
)
Г
Z −
место
адсорбции
;
3
∆
H ≥ .
0
k
Т
Мигрируя
по
поверхности
,
он
достигает
(
)
−
AZ
A
и
вступает
в
реакцию
(
)
(
)
(
)
(
)
4
Г
Г
Г Н
ZBZZAZ
A
A
∆
+
+
→
+
−
−
.
Хемосорбированный
продукт
реакции
B
може
характеризоваться
более
мелким
расположением
энергетического
уровня
относительно
дна
зоны
про
-
водимости
по
сравнению
с
(
)
AZ
A
,
что
приводит
к
эмиссии
электрона
в
зону
проводимости
в
соответствии
с
реакцией
(
)
(
)
eBZ
Н
BZ
A
A
+
→
∆
+
−
5
,
условием
протекания
которой
является
5
∆Н
<
2
∆Н
.
Конечной
стадией
все
-
го
процесса
является
десорбция
продукта
:
(
)
(
)
(
)
gBZ
Н
BZ
A
A
+
→
+
6
∆
,
приводящая
к
регенерации
свободных
центров
адсорбции
сенсибилизирую
-
щего
газа
A
.
Суммарная
реакция
детектирования
,
таким
образом
,
имеет
вид
(
)
(
)
(
)
(
)
.
Г
4
3
6
5
НН
gBZe
ННА
Zg
A
A
∆
+
∆
+
+
+
→
∆
+
∆
+
+
−
(6.1)
Отсюда
видно
,
что
один
электрон
возвращается
в
зону
проводимости
при
каждом
акте
образования
вакантного
места
для
адсорбции
сенсибилиза
-
тора
.
Так
как
центры
адсорбции
(
)
Г
Z
не
входят
в
(6.1),
то
энергетика
про
-
цесса
не
зависит
от
того
,
как
происходит
сближение
Г
и
−
А
,
т
.
е
.
от
того
,
ка
-
кой
механизм
рекомбинации
имеет
место
.
Эта
модель
объясняет
наблюдаемое
на
опыте
влияние
газа
на
электро
-
проводность
полупроводниковых
оксидов
лишь
при
наличии
кислорода
в
ок
-
ружающем
объеме
.
Также
становится
понятен
факт
существования
относи
-
67
тельно
узкого
температурного
интервала
,
в
котором
наблюдается
чувстви
-
тельность
адсорбента
к
определяемому
газу
.
Это
может
быть
связано
с
тем
,
что
если
рабочая
температура
0
Т
мала
,
то
продукты
реакции
не
будут
десор
-
бироваться
,
т
.
е
.
невозможна
регенерация
центров
адсорбции
кислорода
.
Ес
-
ли
0
Т
весьма
велика
,
становится
невозможна
адсорбция
как
кислорода
,
так
и
восстановительного
газа
.
В
данной
работе
предлагается
провести
исследования
температурных
зависимостей
газочувствительности
слоев
SnO
2
для
детектирования
восста
-
навливающего
газа
(
угарный
газ
,
пары
толуола
,
этилового
спирта
и
т
.
д
.).
6.2.
Описание
установки
Исследование
изменения
электропроводности
наноструктур
при
хемо
-
сорбции
восстанавливающих
газов
-
реагентов
проводится
на
измерительной
установке
,
представленной
на
рис
. 6.4.
Измерение
газочувствительности
при
данной
температуре
(
от
300 º
С
до
400 º
С
–
оптимальный
диапазон
детектиро
-
вания
,
выше
и
ниже
которого
газочувствительность
уменьшается
)
заключа
-
ется
в
измерении
температуры
сенсора
и
сопротивления
сенсора
в
воздушной
атмосфере
и
в
присутствии
газа
-
реагента
.
Метод
измерения
сопротивления
–
двухзондовый
.
Концентрация
газа
-
реагента
устанавливается
постоянной
.
Стенд
(
рис
. 6.4)
построен
по
принципу
динамического
разбав
-
ления
газовых
потоков
.
Компрес
-
сор
1
нагнетает
атмосферный
воз
-
дух
в
осушитель
2.
Сухой
газ
пода
-
ется
в
барботер
4,
где
при
комнат
-
ной
температуре
насыщается
па
-
рами
вещества
,
по
отношению
к
которому
исследуется
газочувст
-
вительность
.
Пар
разбавляется
до
необходимой
концентрации
путем
установления
соответствующих
потоков
газа
(
эталонной
газовой
смеси
).
При
помощи
вентилей
3
регулируется
поступление
потока
эталонной
газовой
смеси
в
термостат
6,
где
на
специальном
пьедестале
размещается
исследуе
-
мый
газочувствительный
сенсор
7.
При
помощи
нагревателя
5
в
рабочей
ка
-
мере
устанавливается
необходимая
температура
,
которая
регистрируется
термопарой
8.
Рис
. 6.4.
Блок
-
схема
измерительной
установки
1
2
3
4
5
6
7
8
68
6.3.
Порядок
выполнения
работы
и
обработка
результатов
6.3.1. Порядок выполнения работы
Исследование
эволюции
наноматериала
с
фрактальной
структурой
,
вы
-
данного
преподавателем
,
методом
динамической
газочувствительности
про
-
водится
при
пяти
температурах
из
диапазона
от
300
до
400 º
С
.
1.
В
рабочей
камере
установить
требуемую
температуру
,
для
этого
повернуть
ручку
регулирования
температуры
против
часовой
стрелки
;
когда
значение
температуры
будет
приближаться
к
необходимой
величине
,
вернуть
ручку
в
исходное
положение
и
подождать
,
пока
температура
стабилизируется
.
2.
Запустить
программу
автоматического
измерения
сопротивления
(
яр
-
лык
«Automation»
на
рабочем
столе
).
В
верхнем
поле
выбрать
СОМ
1
и
на
-
жать
кнопку
«
Соединиться
».
Нажать
«
Имя
файла
»
и
создать
файл
для
записи
данных
измерений
.
Подать
фиксированный
поток
атмосферного
воздуха
,
от
-
крыв
крайний
левый
вентиль
,
и
измерить
сопротивление
наноструктуриро
-
ванного
образца
при
данной
температуре
,
нажав
кнопку
►
.
3.
Затем
подать
в
рабочую
камеру
импульс
ацетона
.
Для
этого
закрыть
левый
вентиль
и
открыть
средний
и
правый
на
1/4
оборота
.
Дождаться
мо
-
мента
стабилизации
сопротивления
активного
слоя
в
парах
этого
вещества
.
Затем
закрыть
вентили
подачи
паров
газа
и
открыть
вентиль
подачи
воздуха
.
Измерение
времени
восстановления
производится
с
момента
отключения
ис
-
точника
исследуемого
вещества
и
удаления
его
паров
из
измерительной
ка
-
меры
до
того
момента
,
когда
сопротивление
слоя
восстановится
до
значения
первоначального
±10 %.
Нажать
на
кнопку
■
.
4.
Измерить
сопротивление
исследуемого
образца
в
присутствии
паров
этанола
.
Создать
новый
файл
,
в
который
программа
будет
сохранять
данные
.
Нажать
на
кнопку
►
.
Повторить
п
. 3,
подавая
в
рабочую
камеру
пары
этанола
.
Таблица
6.1
С
,
о
Т
кОм
,
возд
R
кОм
,
газ
R
%,
S
Результаты
измерений
представить
в
таблице
по
форме
табл
. 6.1.
6.3.2. Обработка результатов
1.
По
экспериментальным
данным
рассчитать
относительное
изменение
сопротивления
газочувствительного
слоя
и
его
чувствительность
при
разных
69
температурах
как
газ
газвозд
R
RR
S
−
=
,
где
возд
R –
сопротивление
образца
на
воздухе
,
а
газ
R –
сопротивление
образца
в
присутствии
газа
-
реагента
.
2.
Построить
температурные
зависимости
чувствительности
,
времени
установления
и
времени
восстановления
сопротивления
газочувствительного
слоя
.
3.
По
экспериментальным
данным
изобразить
графически
характер
пе
-
реходного
процесса
установления
и
восстановления
сопротивления
газочув
-
ствительного
слоя
.
4.
Рассчитать
давление
паров
исследуемого
вещества
.
5.
Исходя
из
результатов
эксперимента
,
определить
диапазон
рабочих
температур
,
при
которых
сенсор
на
основе
данного
активного
слоя
будет
об
-
ладать
максимальной
чувствительностью
к
исследуемым
парам
вещества
.
6.
Проанализировать
эффекты
в
виде
кратковременных
(
несколько
се
-
кунд
)
аномальных
изменений
сопротивлений
полупроводниковых
пленок
в
момент
подачи
и
окончания
импульса
газа
-
реагента
.
6.4.
Контрольные
вопросы
1.
Почему
химико
-
адсорбционные
датчики
эксплуатируются
при
повы
-
шенных
рабочих
температурах
?
2.
Объясните
,
как
можно
изменить
селективность
сенсора
к
выбранному
газу
путем
легирования
?
3.
Как
изменяется
газочувствительность
сенсора
при
увеличении
разме
-
ров
зерен
,
концентрации
носителей
заряда
и
размеров
контактных
областей
.
4.
Опишите
механизм
восстановления
исходного
сопротивления
датчика
после
воздействия
восстанавливающего
газа
.
5.
Сравните
преимущества
и
недостатки
оценки
газочувствительности
по
изменению
сопротивления
по
отношению
к
изменению
проводимости
.
6.
Рассмотрите
возможность
повышения
селективности
датчиков
к
де
-
тектированию
выбранного
газа
в
смеси
,
содержащей
другие
восстанавли
-
вающие
газы
,
путем
использования
мембран
,
катализаторов
,
промоторов
,
а
также
схемотехническим
решением
.
7.
Оцените
возможность
изготовления
сенсоров
по
микроэлектронной
технологии
.
70
Лабораторная
работа
7
ИЗУЧЕНИЕ
ОСОБЕННОСТЕЙ
РЕЛАКСАЦИОННЫХ
ПРОЦЕССОВ
В
НАНОКОМПОЗИТНЫХ
МАТЕРИАЛАХ
МЕТОДОМ
СПЕКТРОСКОПИИ
АДМИТТАНСА
Цель работы
:
изучение
релаксационных
процессов
по
адмиттансному
отклику
нанокомпозитных
материалов
при
изменении
температурных
режи
-
мов
измерения
и
вариации
состава
окружающей
среды
.
7.1.
Основные
понятия
и
определения
Среди
экспериментальных
методов
исследования
электрических
свойств
металлооксидных
полупроводниковых
композитов
выделяется
спектроско
-
пия
полной
проводимости
(
спектроскопия
адмиттанса
(
проводимости
)
или
импеданса
(
сопротивления
)).
Спектроскопия
полной
проводимости
основана
на
изучении
отклика
системы
при
наложении
на
нее
электрического
воздей
-
ствия
с
переменной
частотой
,
с
ее
помощью
можно
исследовать
электриче
-
ские
свойства
межзеренных
границ
и
поверхностей
раздела
.
С
помощью
это
-
го
метода
можно
получить
информацию
о
плотности
адсорбционных
цен
-
тров
,
сечении
захвата
носителей
ловушками
и
времени
релаксации
,
состоя
-
нии
поверхности
раздела
.
Поэтому
исследования
неоднородных
полупровод
-
никовых
материалов
под
действием
изменяющегося
во
времени
электриче
-
ского
поля
могут
представлять
значительный
интерес
.
Полная
проводимость
в
поликристаллических
образцах
имеет
сложный
характер
,
так
как
она
содержит
вклады
отдельных
кристаллитов
,
границ
зе
-
рен
,
изолирующих
частей
,
формы
и
материала
электродов
.
Рассматривая
свойства
полупроводниковых
поликристаллических
струк
-
тур
на
основе
диоксида
олова
с
различным
содержанием
включений
других
оксидов
,
можно
заметить
,
что
они
состоят
из
различных
по
электрическим
свойствам
областей
.
Причиной
таких
неоднородностей
является
множество
факторов
,
связанных
,
в
первую
очередь
,
с
наличием
зерен
(
причем
зерна
мо
-
гут
быть
разного
химического
состава
),
с
адсорбированными
на
поверхности
зерен
молекулами
различной
полярности
,
с
межзеренными
границами
,
при
-
месными
включениями
,
образованиями
второй
фазы
и
др
.
При
этом
,
если
размер
неоднородных
областей
значительно
больше
размеров
молекул
,
то
такие
неоднородности
относят
к
макроскопическим
,
если
же
размер
неодно
-
родностей
сравним
с
размерами
молекул
,
то
имеют
место
микроскопические