金屬的氧化膜ppt課件(編輯修改稿)
2025-06-03 03:48 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 金屬離子過(guò)剩半導(dǎo)體 和 金屬不足型半導(dǎo)體 。 2M? 2O?1 0 3 1 11 0 ~ 1 0 c m? ? ???（ 1）金屬離子過(guò)剩半導(dǎo)體（ n型半導(dǎo)體）： 例如 等，均屬于這種類型的氧化物，這種類型的氧化物特點(diǎn)是，過(guò)剩的金屬離子處于晶格間隙。氧化物作為整體是電中性的，所以間隙中存在相應(yīng)的電子并在運(yùn)動(dòng)著。圖 ZnO半導(dǎo)體的示意圖。 25Z n O C d O B e O R a O V O、 、 、 、 、2 2 3 2 2 3 2P b O M o O W O B a S Ti O C d S C r S Ti S、 、 、 、 、 、 、221 / 2O Z n 2e Z nO ?? ? ? （ ）ZnO氧化時(shí)，間隙離子（ ）和間隙電子（ e）通過(guò) 膜向 / 界面遷移，并吸收 而生成 。 2Zn?2O ZnO2O圖 ZnO金屬離子過(guò)剩型半導(dǎo)體的示意圖 圖 NiO金屬離子不足型半導(dǎo)體的示意圖 NiO圖中 的晶格中 □表示一個(gè) 空穴， 表示一個(gè)電子空穴，也稱陽(yáng)穴。為了維持晶格的電中性，在 中，如果有一個(gè)空位，就以兩個(gè) 的比例存在。為了形成 必須提供電子；為了生成新的氧化鎳層，必須提供 ，而電子和 都是晶體提供的。生成新的 時(shí)，導(dǎo)致晶體內(nèi)出現(xiàn)陽(yáng)離子空位（□ ）和電子空穴（□ e）。電子空穴可以認(rèn)為是 在 位置上失去一個(gè)電子變成 ，亦即失去電子電子孔穴荷正電，而陽(yáng)離子空位（□ ）則荷負(fù)電。 2+Ni 3Ni?NiO 3Ni?2O? 2+Ni 2+Ni2+NiNiO2+Ni3Ni? 3Ni?2+Ni（ 2）金屬離子不足型半導(dǎo)體（ p型半導(dǎo)體）： 如 等是金屬離子不足型氧化物，或氧過(guò)剩型氧化物。由于氧離子半徑比金屬離子大，過(guò)剩的氧離子不能在晶格間隙位置，而是占據(jù)著結(jié)點(diǎn)位置。圖 半導(dǎo)體的示意圖。 22C u O N iO F e O A g O M n O、 、 、 、 、2 3 2 2C o O B i O F e S C u S A g S S n S C u I、 、 、 、 、 、NiO + +2 （ ） 21 /2O N iO?2+Ni e?在 n型半導(dǎo)體中，氧化物間隙金屬離子和電子向外表面遷移，在氧化物 氧界面上與氧接觸生成新氧化層；在 p型半導(dǎo)體氧化物中，氧離子、陽(yáng)離子空位和電子空穴都向內(nèi)遷移，金屬離子和電子則向外遷移，并在晶格內(nèi)部形成新的氧化物層。 在高溫氧化時(shí)， / 界面上的 與電子作用生成 ，再與 作用生成新的 ，其反應(yīng)如下： 2ONiO 2O?NiO2O2Ni?第四節(jié) 合金的氧化 一、合金氧化的特點(diǎn) （ 1）合金各組元由于氧的親和力和氧化物中的各金屬離子的遷移率也有差異，因此與氧的親和力大的組元進(jìn)行選擇性優(yōu)先氧化。 （ 2）純金屬的氧化膜即使有多層組成，各層往往只有一個(gè)相，而合金的氧化膜在一層中可由兩個(gè)或兩個(gè)以上的相所組成。 以二元合金為例，考察一下合金可能的氧化形式。設(shè) AB二元合金， A為基體金屬， B為少量添加元素，則有下列不同的氧化形式： 只有一種組分氧化 AB二組元和氧的親和力相差很大時(shí)，又分為兩種情況： （ 1）少量的 B合金組分氧化，而 A組分不氧化。 若 B組分向外擴(kuò)散的速度很 快，氧化初期，即使在二元合金表面上生成了氧化物 AO，但由于 B組分與氧 的親和力大，將發(fā)生 AO+B?A+BO的反應(yīng)，在合金的表面形成 BO氧化膜（圖 ），這叫選擇性氧化。 圖 AB二元合金中只有 B元素氧化生成的氧化膜 若氧向合金內(nèi)部擴(kuò)散的速度很快，則 B組分的氧化將發(fā)生在合
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