Noy 04, 2022 | 12:00 / Maraqlı məlumatlar
Çində kimyaçılar bir neçə növ mikroskopdan istifadə edərək, fotokatalizatoru proses vaxtı izləyə bildilər. Onlar şüalanma zamanı elektron sıxlığının mis (I) oksid kristallar üzərində necə yerdəyişdiyini müşahidə etdilər. Belə ki, elektronların bir üzdən digərinə ötürülməsi bir pikosaniyədən də az vaxt apardı.
Fotokatalizatorlar - işıqla şüalandıqda reaksiyaları sürətləndirən maddələrdir. Adi katalizatorlarda olduğu kimi, fotokatalizatorlar adətən homogen və heterogen olur. Katalizator homogen olduqda, işıq enerjisi onun molekullarını həyəcanlanmış vəziyyətə gətirir, bu zaman elektronları vermək və ya qəbul etmək daha asan olur - buna görə də oksigenləşmə-reduksiya reaksiyaları sürətlənir.
Təxminən eyni şey ayrı bir faza olan heterogen fotokatalizatorlarda da baş verir. Bir qayda olaraq, belə fotokatalizatorlar yarımkeçiricilərdir və onların davranışı zona nəzəriyyəsindən istifadə etməklə izah edilə bilir. Buna əsasən, işıq enerjisinin təsiri altında yarımkeçiricinin elektronlarının bir hissəsi aşağı energetik valentlik zonasından daha yuxarıda yerləşən keçiricilik zonasına keçir. Bu elektronlar daha sonra reaksiyaya girən maddəyə keçə bilir və valentlik zonasından elektron boşluqları - deşiklər isə maddənin elektron sıxlığını qəbul edə bilir. Bu iki proses katalitik təsirə səbəb olur. Məsələn, suyun fotokatalitik parçalanması zamanı hidrogen keçiricilik zonasından elektron sıxlığını qəbul edir, oksigen isə onu valentlik zonasına verir.
Yarımkeçirici kristallarda elektron sıxlığının keçid prosesini mikroskopdan istifadə etməklə müşahidə etmək olar. Əlbəttə ki, elektronların özləri görünə bilməz, lakin yarımkeçirici monokristalın bir üzündən digərinə işığın təsiri altında elektron sıxlığının hərəkəti qeydə alına bilər. Bunun üçün tədqiq olunan nümunənin səthində fotoelektrohərəkətqüvvəsini ölçə bilən mikroskopda şüalanmış yarımkeçirici kristala baxmaq lazımdır (SPVM spektroskopiyası).
Son vaxtlar Çin Elmlər Akademiyası Universitetindən Li Canın rəhbərliyi altında kimyaçılar bu məsələni həll edə bilən fotoemissiya elektron mikroskopiyasından (TR-PEEM) istifadə etməyi təklif etdilər.
Məqalə Nature jurnalında çap olunub.
