Поверхностного потенциала

Деэмульгаторы представляют собой поверхностно-активные вещества, т. е. вещества, способствующие снижению поверхностного натяжения. Контакт деэмульгаторов с частицами воды, диспергированными в нефтях, приводит к уменьшению прочности защитных оболочек на их поверхности. Это облегчает последующее слияние частиц воды.

к площади S0, занимаемой дозой припоя в исходном состоянии, или отношение высот припоя до (ho) и после (АР) растекания; 3) измерение краевого угла смачивания 0; 4) по высоте или скорости подъема припоя в капиллярном зазоре (например, в металлизированном отверстии ПП); 5) измерение усилия, действующего на образец основного металла, погруженного в припой (по величине поверхностного натяжения).

векторов сил поверхностного натяжения а в точке на границе трех фаз ( 7.2) в соответствии с уравнением

Как показывает анализ (7.4) и (7.5), скорость затекания в горизонтальном капилляре и высота подъема в вертикальном уменьшаются при снижении поверхностного натяжения между припоем и флюсом. Эффективность пайки определяется также величиной зазора между паяемыми элементами, она находится в пределах от сотых до десятых долей миллиметра и зависит от нары «припой — основной металл», применяемого флюса и способа пайки. Максимально допустимый зазор при пайке Атах в зависимости от высоты поднятия припоя определяется по формуле [23]

Флюсы, образуя жидкую и газообразную защитные зоны, предохраняют поверхность металла и расплавленного припоя от окисления, растворяют и удаляют уже имеющиеся пленки оксидов и загрязнений с поверхностей, улучшают смачивание металла припоем и растекание припоя за счет уменьшения сил поверхностного натяжения. Выбор флюса производится исходя из требуемой химической активности, которая должна быть наибольшей в интервале температур, определяемом температурами плавления припоя и пайки. Он должен быстро и равномерно растекаться по паяемым материалам, хорошо проникать в зазоры и удаляться из них, легко вытесняться расплавленным припоем, быть термически стабильным, не выделять вредных для здоровья газов, не вызывать коррозии паяемых металлов и припоев, быть экономичным. Правильно выбранный флюс ускоряет процесс пайки при минимально возможных температурах, что важно при сборке термически чувствительных элементов РЭА.

На второй стадии происходит образование на поверхности более твердого из соединяемых материалов центров, активных в химическом отношении. Активный центр упрощенно—это частицы со свободными валентностями, которые могут возникнуть при разрыве связей в кристалле, в местах образования дефектов. Для активирования поверхностей вводится дополнительная энергия: тепловая, деформации, ультразвуковая. При сварке плавлением цепная реакция растекания с выделением энергии поверхностного натяжения увеличивает площаь контакта вокруг каждой точки взаимодействия. Отдельные контактные пятна начинают сливаться в более крупные очаги схватывания, происходит коллективизация валентных электронов, которая приводит к образованию металлической связи между контактирующими поверхностями.

Для качественного объяснения причин образования ЦМД можно провести формальную аналогию между каплей жидкости, находящейся на твердой подложке, и доменами. На каплю действуют два рода сил: сила тяжести, под действием которой капля растекается по поверхности, и силы поверхностного натяжения, старающиеся придать капле форму сферы. На домен в отсутствие поля ЯВ[, действуют также два рода сил: силы магнитостатического происхождения, стремящиеся раа-тянуть домен, и силы, связанные с наличием энергии доменной стенки, стремящиеся сжать домен. Количественно в отсутствие поля это приводит к «растеканию» домена по поверхности с образованием лабиринтной структуры. Если создать поле Явн, то возникнет третья сила, связанная с взаимодействием домена с внешним полем. Эта сила действует по направлению нормали к поверхности, т. е. сжимает домен. При достаточно большом значении поля Явп образуется ЦМД.

Различные доменные структуры в тонкой пластинке ортоферрита показаны на 13, а — в. Пользуясь этим рисунком, можно объяснить процесс перехода лабиринтных магнитных доменов в цилиндрические (ЦМД). Для этого проведем формальную аналогию между каплей жидкости, находящейся на твердой подложке, и доменами. На каплю действуют сила тяжести, под действием которой она растекается по поверхности, и силы поверхностного натяжения, стремящиеся придать ей сферическую форму. При отсутствии внешнего магнитного поля на домен действуют магнитостатические силы, стремящиеся растянуть его, и силы, связанные с наличием доменной

Исходя из описанных физических явлений, можно полагать, что характер процесса кавитации в текущей жидкости зависит от скорости потока, давления насыщенных паров и абсолютных уровней статических давлений в потоке до и после зоны кавитации. Однако более глубокие исследования показали, что во многих конкретных случаях возникновение и развитие кавитации, а также последствия могут в сильной степени зависеть и от ряда других факторов: времени пребывания частиц жидкости в зоне с пониженным давлением, температуры жидкости, ее плотности, поверхностного натяжения, вязкости, количества растворенного в ней газа, ее термодинамических свойств, режима течения потока (ламинарного или турбулентного) и т. д.

Для групповой пайки печатных плат следует выбирать припаи с температурой плавления ниже 473 К, хорошо смачивающие соединяемые поверхности и имеющие небольшое значение сил поверхностного натяжения в расплаве. Рекомендуется также применять припои с малым температурным интервалом кристаллизации.

При вспенивании промывочной воды на барботажном устройстве очистка пара ухудшается из-за попадания в него поверхностно-активных веществ, поступающих из спецпрачечных и санпропускников. Гашение пены осуществляют следующими способами: снижением концентрации загрязняющих примесей в исходной воде; отделением вод спецпрачечных и спецдушевых от остальных трапных вод; увеличением промывочной воды; подачей на барботаж-ное устройство пеногасителей. Пеногасителями являются специальные химические составы, интенсивно разрушающие пену при уменьшении поверхностного натяжения паровых пузырьков, что облегчает их проход через слой промывочной воды.

а следовательно, и избыточная поверхностная проводимость изменяются в широких пределах в зависимости от характера обработки поверхности и состава окружающей среды вследствие химического и физического взаимодействия поверхности слоя с окружающей атмосферой, а также процессов окисления поверхности. Изменение состава окружающей атмосферы, например после извлечения эпи-таксиальной структуры из реактора технологической установки, ведет к изменению поверхностного потенциала во времени и появлению двух составляющих погрешности: систематической, вызванной закономерным изменением поверхностного потенциала, и случайной, связанной с неконтролируемыми изменениями условий внешней среды.

Составляющие погрешности измерений обуслоЕлены невоспроизводимостью размеров контакта зонд — полупроводник, влиянием сопротивления контакта за счет присутствия оксидного слоя, нагревом приконтактной области и снижением подвижности носителей заряда в сильных электрических полях. При больших значениях удельного сопротивления заметное влияние оказывают возникающая на поверхности область пространственного заряда и нестабильность во времени поверхностного потенциала. Источники погрешности из-за невоспроизводимости размеров контакта можно ограничить использованием твердого материала для зонда, приработкой острия зонда к поверхности полупроводника путем его многократного опускания, созданием нагрузки на зонд, а также тщательной обработкой поверхности измеряемого образца.

Приповерхностный объемный заряд и дифференциальная поверхностная емкость. Если в соотношение (5.3) подставить значение поверхностного потенциала, то оно будет определять напряженность электрического поля на поверхности кристалла:

Зависимость С03(ып) можно получить в аналитическом виде для ряда ранее рассмотренных частных случаев. На 5.2 представлены зависимости дифферециальной емкости слоя объемного заряда от электростатического поверхностного потенциала для примесного кремния п- и р-типа. Как следует из 5.2, дифференциальная поверхностная емкость растет при увеличении как положительных, так и отрицательных значений поверхностного потенциала. Минимум дифференциальной емкости достигается при условии, близком к условию собственной проводимости на поверхности. Поэтому положение минимума сдвинуто дл5! образцов п-ти-па в сторону отрицательных, а для образцов р-тнпа — в сторону положительных значений поверхностного потенциала.

При измерении низкочастотной емкости Снч изменение напряжения на структуре связано с изменением поверхностного потенциала полупроводника: (С0э+С1К)<1<(>п = СпчАи.

9.37. Комбинация элемента постоянной памяти на ПЗС: элементы памяти вне (а) и совмещены с электродами ПЗС (б); распределение поверхностного потенциала вдоль канала при встроенном в диэлектрик

Таблица 8.2. Влияние газовой среды на значение поверхностного потенциала

Распределения поверхностного потенциала в МДП-структуре в направлении, перпендикулярном затвору, для различных моментов времени приведены на 11.2. Координата х отсчитывается от границы полупроводник (/7) — диэлектрик (Д). Штриховой линией показана граница диэлектрик—металл (/И). По мере накопления зарядового пакета за счет тепловой генерации носителей заряда толщина обедненного слоя Lo6 и поверхностный потенциал полупроводника фпов уменьшаются, а разность потенциалов на диэлектрике увеличивается. В установившемся режиме (/->- оо) поверхностный потенциал уменьшается до значения ФПОР = 2фт1п(УУа//г;), где Na — концентрация акцепторов в подложке; n-f — концентрация собственных носителей. При этом у поверхности образуется инверсный слой л-типа, максимальный заряд электронов в котором

Для работы ПЗС существенна зависимость поверхностного потенциала от величины зарядового пакета при заданном напряжении затвора ( 11.3). Эта зависимость приблизительно линейная:

В ряде случаев необходимо осуществлять неразрушающее считывание зарядового пакета. Для этого в качестве датчика поверхностного потенциала и связанной с ним величины зарядового пакета используют МДП-транзистор.

удельная емкость диэлектрика; Дфпов макс— максимальное изменение поверхностного потенциала при наличии под затвором заряда