RU2015123317A

RU2015123317A - Способ демонстрации индуцированного зарядом перехода металл-изолятор

Info

Publication number: RU2015123317A
Application number: RU2015123317/12A
Authority: RU
Inventors: Александр Яковлевич Гохштейн
Original assignee: Александр Яковлевич Гохштейн
Priority date: 2015-06-17
Filing date: 2015-06-17
Publication date: 2015-11-10
Also published as: RU2601921C2

Abstract

1. Способ демонстрации индуцированного зарядом перехода металл-изолятор, отличающийся тем, что пластину из исследуемого металла приводят в контакт с ионной жидкостью, изменяют потенциал пластины относительно электрода сравнения, сообщающегося с той же ионной жидкостью, регистрируют первую и вторую производные поверхностного натяжения исследуемого металла по поверхностной плотности заряда, определяют потенциал, соответствующий нулю первой производной поверхностного натяжения, а по второй производной поверхностного натяжения находят безразмерный наклон зависимости первой производной поверхностного натяжения от потенциала, превосходство модуля указанного безразмерного наклона над единицей рассматривают как признак превращения поверхностного слоя металла в изолятор.2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что находят максимальное значение модуля указанного безразмерного наклона, в катодном направлении от нуля первой производной поверхностного натяжения находят потенциал, соответствующий половине спада модуля безразмерного наклона от максимального значения до единицы и этот потенциал рассматривают как потенциал индуцированного зарядом перехода металл-изолятор.3. Способ по п. 2, отличающийся тем, что различие между потенциалом нуля первой производной поверхностного натяжения и найденным потенциалом перехода рассматривают как следствие спонтанного дефицита электронов проводимости в поверхностном слое металла при потенциале нулевого заряда.4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что регистрацию первой и второй производных поверхностного натяжения металла по поверхностной плотности заряда производят

Claims

1. Способ демонстрации индуцированного зарядом перехода металл-изолятор, отличающийся тем, что пластину из исследуемого металла приводят в контакт с ионной жидкостью, изменяют потенциал пластины относительно электрода сравнения, сообщающегося с той же ионной жидкостью, регистрируют первую и вторую производные поверхностного натяжения исследуемого металла по поверхностной плотности заряда, определяют потенциал, соответствующий нулю первой производной поверхностного натяжения, а по второй производной поверхностного натяжения находят безразмерный наклон зависимости первой производной поверхностного натяжения от потенциала, превосходство модуля указанного безразмерного наклона над единицей рассматривают как признак превращения поверхностного слоя металла в изолятор.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что находят максимальное значение модуля указанного безразмерного наклона, в катодном направлении от нуля первой производной поверхностного натяжения находят потенциал, соответствующий половине спада модуля безразмерного наклона от максимального значения до единицы и этот потенциал рассматривают как потенциал индуцированного зарядом перехода металл-изолятор.

3. Способ по п. 2, отличающийся тем, что различие между потенциалом нуля первой производной поверхностного натяжения и найденным потенциалом перехода рассматривают как следствие спонтанного дефицита электронов проводимости в поверхностном слое металла при потенциале нулевого заряда.

4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что регистрацию первой и второй производных поверхностного натяжения металла по поверхностной плотности заряда производят путем избирательного выделения, соответственно, первой и второй гармоник колебаний поверхностного натяжения металла при пропускании переменного тока заданной частоты и фиксированной амплитуды через границу исследуемого металла с ионной жидкостью.

5. Способ по п. 4, отличающийся тем, что по амплитуде переменного тока определяют амплитуду поверхностной плотности заряда, переход от гармоник к производным выполняют с учетом следующих формул соответствия:

∂γ/∂q=Δγ₁/Δq, ∂²γ/∂q²=4Δγ₂/Δq²,

где γ - поверхностное натяжение исследуемого металла, q - поверхностная плотность заряда исследуемого металла, Δγ₁ и Δγ₂ - амплитуды, соответственно, первой и второй гармоник колебаний поверхностного натяжения, Δq - амплитуда поверхностной плотности заряда, а в качестве безразмерного наклона зависимости производной ∂γ/∂q от потенциала φ рассматривают величину ∂(∂γ/∂q)/∂φ.

6. Способ по п. 4, отличающийся тем, что в процессе регистрации первой производной поверхностного натяжения выделяют ее модуль и контролируют ее фазу, а признаком нуля первой производной поверхностного натяжения считают прохождение ее модуля через минимум со сдвигом фазы на π.

7. Способ по п. 4, отличающийся тем, что фазу производной поверхностного натяжения по поверхностной плотности заряда определяют как разность фаз колебаний поверхностного натяжения и поверхностной плотности заряда.

8. Способ по п. 6, отличающийся тем, что модуль первой производной поверхностного натяжения по поверхностной плотности заряда определяют как отношение абсолютных величин амплитуд колебаний поверхностного натяжения и поверхностной плотности заряда.

9. Способ по п. 4, отличающийся тем, что частоту выделения первой и второй гармоник колебаний поверхностного натяжения металла выбирают одинаковой, а частоту переменного тока выбирают, соответственно, равной указанной частоте выделения и равной половине указанной частоты выделения.

10. Способ по п. 1, отличающийся тем, что находят дифференциальную емкость границы исследуемого металла с ионной жидкостью, а указанный безразмерный наклон определяют как произведение найденной дифференциальной емкости на вторую производную поверхностного натяжения по поверхностной плотности заряда.

11. Способ по п. 10, отличающийся тем, что определение дифференциальной емкости и указанного безразмерного наклона производят при потенциале нуля первой производной поверхностного натяжения по поверхностной плотности заряда.

12. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве ионной жидкости используют водный раствор фтористого натрия.

13. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве исследуемого металла используют медь.

14. Способ по п. 13, отличающийся тем, что применяют два типа обработки поверхности меди: электролитическую полировку, а также сочетание электролитической полировки с последующим чередованием анодного окисления и катодного восстановления.

15. Способ по п. 14, отличающийся тем, что после чередования анодного окисления и катодного восстановления поверхности меди отмечают осцилляции индуцированного зарядом перехода металл-изолятор, выражающиеся в многократных колебаниях безразмерного наклона при монотонном сдвиге потенциала в положительном направлении в области, расположенной положительнее потенциала нулевого заряда.

16. Способ по п. 15, отличающийся тем, что осцилляции перехода металл-изолятор, наблюдаемые при монотонном сдвиге потенциала в положительном направлении, объясняют последовательным вытеснением локализованных электронов парциальных поверхностных d-зон исследуемого металла в поверхностную sp-зону электронов проводимости этого металла.

17. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве исследуемого металла используют никель, который подвергают электролитической полировке.