Физической адсорбции

Первая из этих двух задач обычно не вызывает трудностей и может быть однозначно решена для любого физически реализуемого сигнала. Вторая же задача является значительно более сложной и не имеет однозначного решения; более того, не всякая передаточная функция, отвечающая заданному сигналу, может быть реализована. В связи с этим в теории оптимальной фильтрации важное значение имеет выявление условий физической осуществимости оптимального фильтра.

§ 1.8. Нули и полюсы физически реализуемого двухполюсника

Из (1.7) следует, что нули физически реализуемого двухполюсника всегда должны быть расположены в левой части плоскости р, в правой части плоскости р не может быть нулей Z(p).

Прежде чем сформулировать условия, которым должна удовлетворять функция входного сопротивления физически реализуемого двухполюсника, обратим внимание, на два положения.

§ 1.8. Нули и полюсы физически реализуемого двухполюсника ... 16 § 1.9. Об условии, которому должна удовлетворять действительная часть Z (р) физически реализуемого двухполюсника, когда действительная часть р больше нуля.............. 17

сопротивления физически реализуемого двухполюсника .... 19 §^1.11. Понятие о двухполюсниках типа минимального реактивного

Так, Н. Винером на основе уравнения (5.12) и использования метода приведения к белому шуму предложено общее выражение для определения физически реализуемого комплексного коэффициента передачи:

Часто более простым путем определения физически реализуемого комплексного коэффициента передачи является непо-

5.7. Частотные характеристики физически реализуемого оптимального фильтра: амплитудная (а) и фазовая (б)

5.8. Импульсная характеристика физически реализуемого оптимального

5.12. Весовая характеристика физически реализуемого фильтра

5.13. Переходные характеристики физически реализуемого фильтра при расчетном (а) и нерасчетных воздействиях (б, в)

Процесс образования сварного соединения можно условно разделить на четыре стадии: 1) образование физического контакта между поверхностями материалов; 2) активация контактных поверхностей; 3) объемное развитие взаимодействия; 4) кристаллизация. На первой стадии сближаются материалы на расстояние порядка 10 ... 100 нм, при котором между частицами начинает проявляться физическое взаимодействие, обусловленное силами Ван-дер-Ваальса. Под действием этих сил в жидких фазах происходят дальнейшее самопроизвольное уменьшение расстояний между атомами и их поляризация на фазовых границах раздела с изменением орбит части внешних электронов, которые приводят к снижению потенциальной энергии атомов. При некоторой критической величине начинается перекрытие стабильных электронных оболочек и появляются силы отталкивания. Достижение минимума потенциальной энергии соответствует физической адсорбции и завершает первую стадию образования соединения.

В первом случае между молекулами травителя и поверхностью полупроводника существуют или силы обменного взаимодействия, или кулоновского притяжения, в зависимости от типа поверхности и адсорбированных компонентов; во втором случае молекулы травителя удерживаются на поверхности слабыми силами Ван-дер-Ваальса. Соответственно энергия активации адсорбции при хемосорбции оказывается существенно выше, чем при физической адсорбции. Измерение этой

Физические загрязнения. Это загрязнения с условными размерами от 1 до 100 мкм, которые слабо связаны с поверхностью полупроводника силами физической адсорбции. К ним относятся .пыль различного происхождения, абразивные частицы, остатки ионообменных смол, частицы фоторезиста, органические загрязнения различного вида, в том числе размножающиеся микроорганизмы размерами от 1 до 20 мкм и т. п.

Уравнение (5-15) показывает, что увеличение теплоты адсорбции ДЯ, т. е. увеличение потенциальной энергии взаимодействия 'адсорбата с поверхностью (см. 5-2), увеличивает константу адсорбционного равновесия. Повышение температуры поверхности адсорбента действует в обратном направлении, увеличивая кинетическую энергию молекул и облегчая десорбцию. Следовательно, для физической адсорбции при высоких температурах заполняется меньшая часть поверхности и величина 6 мала.

С о р б ц и о н я ы е ф о р в а к у у м н ы е н а с о с ы основаны на способности предварительно обезгаженных поверхностей поглощать газы за счет физической адсорбции. Для увеличения интенсивности адсорбции активную поверхность (губчатое вещество с порами размером в несколько ангстремов) охлаждают жидким азотом, а для регенерации—нагревают. Главными недостатками являются: большой расход жидкого азота, плохая откачка водорода, имеющего наименьший размер молекул, и инертных газов.

С о р б ц и о н я ы е ф о р в а к у у м н ы е н а с о с ы основаны на способности предварительно обезгаженных поверхностей поглощать газы за счет физической адсорбции. Для увеличения интенсивности адсорбции активную поверхность (губчатое вещество с порами размером в несколько ангстремов) охлаждают жидким азотом, а для регенерации—нагревают. Главными недостатками являются: большой расход жидкого азота, плохая откачка водорода, имеющего наименьший размер молекул, и инертных газов.

Известно, что на границе жидкого и твердого металлов существует контактное электрическое сопротивление RK. Оно зависит от электрического сопротивления собственно контакта Rc, определяющегося степенью смачиваемости твердой поверхности жидкостью и дополнительных сопротивлений, вносимых промежуточными слоями (твердыми — окисленными, осажденными из газовой фазы, выпавшими из расплава; газообразными — адсорбированными из расплава). Экспериментально установлено, что при полной смачиваемости стенки Rc = 0. О порядке значений дополнительных сопротивлений можно судить по экспериментальным данным, приведенным в ряде работ при примерно однородной температуре контактной зоны [19]. В частности, для контакта электрода из нержавеющей стали с различными легкоплавкими расплавами в [16] получено сопротивление естественных оксидных пленок приблизительно 10"9 Ом-м2 и искусственно созданных толстых оксидных пленок 10~8 —10~7 Ом-м2. Сопротивление, обусловленное наличием пленок физической адсорбции, составляет при комнатной температуре 10~8-10~б Ом-м2 [16]. По имеющимся в литературе данным различных авторов, полученным экспериментально при комнатной температуре, суммарное сопротивление контакта электрода из меди с легкоплавкими расплавами имеет порядок 10~9 — 1СГ7 Ом-м2, что близко к данным [16]. Известно также, что сопротивление, вносимое рыхлыми осажденными слоями, а также возникающее в случае химического взаимодействия контактирующих сред, может принимать любые, неограниченно большие значения [19]. Прямые данные по контакту твердых металлов с высокотемпературными расплавами в литературе отсутствуют.

Физическая адсорбция вызывается вандерваальсовыми силами и почти не требует энергии активации, протекает очень быстро. Энергия связи при физической адсорбции незначительна (порядка 4,18 кДж/моль), поэтому физическая адсорбция обратима и энергетическое состояние адсорбированных молекул мало отличается от свободных.

представляют собой совокупность процессов физической адсорбции и хемосорбции ( 42).

Хемосорбция молекул Н2О возможна в том случае, если изменяется электронное состояние молекулы, в частности если молекулы на поверхности адсорбента диссоциируют с образованием групп ОН, которые благодаря своим меньшим по сравнению с молекулами размерам и иному электронному состоянию образуют с адсорбентом более прочные связи. Этот процесс требует энергии активации и протекает значительно медленнее, чем физическая адсорбция. Хемосорбция протекает тем быстрее, чем выше температура (см. 43, зона II), тогда как при физической адсорбции картит на обратная (зона I).

Попадающие на подложку или пленку молекулы газов химически фиксируются на ней только в том случае, если их энергия связи с Веществом подложки или пленки Е\ («газ — пленка») значительна; например Е{>1 эВ (химическое сродство). Обычно для сиг стемы «газ—подложка» энергия связи Е%<1 эВ (вандерваальсовы силы связи) и газовая молекула после незначительного пребывания на подложке вновь ее покидает. Например, кислород хемосорбиру-. ется пленками вольфрама и никеля, но не пленкой окисла А12О3» с которым он не имеет химического сродства. Существенно, что в большинстве случаев хемосорбированный кислород удаляется толь-, ко в составе химического соединения, т. е. в противоположность физической адсорбции хемосорбция обратима неполностью.