Elektronentheorie der Katalyse an Halbleitern:
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Berlin
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DERKATALYSEANHALBLEITERN
von
THWOLKENSTEIN
VEBDEUTSCHERVERLAGDERWISSENSCHAFTEN
BERLIN1964
Inhaltsverzeichnis
Vorwort des Bearbeitersn der deutsche Ausgabe VII
Vorwort des Autors zur deutschen Ausgabe XI
1 Einführung I
1 1 Halbleiter als Katalysatoren chemischer Reaktionen 1
1 2 „Aktivität und „Selektivität eines Katalysators 3
1 3 Elektronentheorie der Katalyse 6
/
2 Die verschiedenen Typen der Adsorption 9
2 1 Physikalische und chemische Adsorption 9
2 2 Aktivierte Adsorption 13
3 Die verschiedenen Bindungstypen bei der Chemosorption 20
3 1 „Feste und „schwache Bindung bei der Chemosorption 20
3 2 Beispiele i 25
3 3 Einelektronenbindüng 29
3 4 Zweielektronenbindung 35
4 Radikal- und valenzgesättigte Formen der Chemosorption 41
4 1 Freie Valenzen des Katalysators 41
4 2 Reaktionsfähigkeit chemosorbierter Teilchen 44
4 3 Dissoziation des Moleküls bei der Adsorption 48
5 Elektronenübergänge bei der Chemosorption 54
5 1 Übergänge zwischen den verschiedenen Formen der Chemosorption 54
5 2 Gleichgewicht der verschiedeneu Formen der Chemosorption 59
6 Katalytische Aktivität eines Halbleiters 67
6 1 Radikalmechanismus heterogener Reaktionen : 67
6 2 Abhängigkeit der Reaktionsgeschwindigkeit vom FERMi-Niveau 71
6 3 Akzeptor- und Donatorstadien der Reaktion 79
7 Wechselwirkung zwischen Oberfläche und Volumen des Halbleiters 87
7 1 Beziehungen zwischen den Oberflächen- und Volumeneigenschaften 87
7 2 „Quasiisolierte Oberflächen 92
7 3 Effekte, die durch die Oberflächenladung bei der Chemosorption bedingt
sind 96
7 4 Effekte, die durch die Wechselw irkung zwischen den chemosorbierten Teil
chen bedingt sind 101
8 Zusammenhang zwischen der katulytischen Aktivität und der elektrischen
Leitfähigkeit 107
8 1 Herkunft des Zusammenhangs zwischen der katalytischen Aktivität und
der elektrischen Leitfähigkeit 107
8 2 Experimentelle Angaben 111
VF Inhaltsverzeichnis
9 Promotierung und Vergiftung eines Katalysators 117
9 1 Mechanismus der • promotierenden und vergiftenden Wirkung von
Störstellen 117
9 2 Experimentelle Angaben 122
10 Einfluß verschiedener Faktoren auf die Adsorptionsfähigkeit und auf die
katalytische Aktivität eines Halbleiters 130
10 1 Mechanismus des Belichtungseinflusses 130
10 2 Experimentelle Angaben über den Belichtungseinfluß 135
10 3 Einfluß eines äußeren elektrischen Feldes Dispersionseinfluß 139
11 Chemosorption und Katalyse an einer realen Oberfläche 144
11 1 Bedeutung der Strukturdefekte der Oberfläche 144
11 2 Strukturdefekte der Oberfläche als Adsorptionszentren 148
11 3 Thermische und biographische „Unordnung auf der Oberfläche 153
11 4 Die Begriffe „inhomogene Oberfläche und „Wechselwirkung in der
Theorie der Adsorption : 158
12 Schlußfolgerungen 166
12 1 Wichtige Ergebnisse der Elektronentheorie 166
12 2 Einige ungelöste Probleme 170
Anhang zur deutschen Ausgabe
13 Einfluß der Oberfläche auf die Störstellenverteilung im Innern eines Halb
leiters 177
13 1 Störstellenverteilung in der oberflächennahen Schicht eines Halbleiters 177
13 2 Einfluß der Neuverteilung der Störstellen in der oberflächennahen
Schicht eines Halbleiters auf dessen Adsorptionsvermögen 182
14 Chemosorptions- und katalytische Eigenschaften eines Halbleiterfilms auf
einem Metall 188
14 1 Potentialverlauf im Film 188
14 2 Austrittsarbeit des Films 194
14 3 Adsorptionsvermögen und katalytische Aktivität eines Films 202
15 Einfluß ionisierender Strahlung auf die Adsorptions- und katalytischen
Eigenschaften eines Halbleiters 208
15 1 Effektive Verschiebung der lokalisierten Oberflächenterme unter Strah
leneinwirkung 208
15 2 Wirkung einer Bestrahlung auf das Adsorptionsvermögen und auf die
katalytische Aktivität eines Halbleiters 213
16 Photoadsorptionseffekt an Halbleitern 222
16 1 Positiver und negativer Photoadsorptionseffekt 222
16 2 Die Kriterien für das Vorzeichen des Photoadsorptionsefifektes 226
16 3 Vergleich der Theorie mit experimentellen Angaben 231
17 Rekombinationsprozesse freier Radikale auf einer Halbleiteroberfläche und
ihre Funktion bei der Lumineszenz 237
17 1 Der Radikal-Rekombinationsmechanismus der Lumineszenz 237
17 2 Helligkeit der Lumineszenz Wirkung eines äußeren elektrischen Feldes 244
Literatur 253
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