On the Mechanism of Sulphur Sensitization

Abstract

A new model for sulphur sensitization has been developed. It is based on the surface double layer which has previously been shown to occur in silver halides. The charge present in this double layer causes the energy bands to bend downward or upward according to whether silver sulphide is present on the crystal surface or not. Where silver sulphide is not in contact with the surface the bands bend upward, thus impeding the motion of photo-electrons towards the surface. Conversely in points where silver sulphide is adsorbed onto the Srystal surface, the bands bend downwards, thus yielding an attracting force driving the photoelectron towards the silver sulphide speck. The bending of the bands may have the additional effect of increasing the lifetime of electrons in traps which are near to a silver sulphide Speck, thus holding the trapped electron for a long enough time as to allow the “ionic step” to take place. Our experimental results as well as others reported in the literature are explained with this model.

Résumé

Une nouvelle théorie a été développée pour rendre compte de la sensibilisation sulfurée. Elle considere la double couche Superficielle dont l’existence a été démontrée pour les halogénures d’argent. La charge présente dans cette double couche provoque une incurvation vers le haut ou le bas des bandes d’énergie, le sens de l’incurvation dépendant du sulfure d’argent. En l’absence de sulfure d’argent, les bandes se relèvent, gênant ainsi le déplacement des photoélectrons vers la surface. Inversement, aux emplacements d’adsorption du sulfure d’argent, les bandes fléchissent, produisant ainsi une force attractive qui déplace les photoélectrons vers le germe de sulfure d’argent.

L’incurvation des bandes peut avoir un effet supplémentaire et accroitre la durée de vie des électrons dans les pièges situés à proximité d’un germe de sulfure d’argent, retenant ainsi l’électron piégé suffisament longtemps pour permettre à la phase ionique de se dérouler. Ce “modèle explique nos résultats expérimentaux ainsi que ceux publiés dans la littérature.

Zusammenfassung

Es wurde ein neues Modell für die Schwefelsensibilisierung entwickelt. Es basiert auf der Oberflächen-Doppelähict, die, wie schon früher angegeben, in Silberhalogeniden auftritt. Die in dieser Doppelschicht vorhandene Ladung verursacht eine äbbiegung der Energiebänder nach unten oder nach oben, je nachdem, ob Silbersulfid auf der Kristalloberfläsche vorhanden ist oder nicht. Wo Silbersulfid nicht mit der Oberfläche in Kontakt ist, verbiegen sich die Bänder nach oben und behindern die Bewegung der Photoelektronen “Richtung auf die Oberfläche. Ist Silbersulfid an der Kristalloberöäche adsorbiert, so verbiegen sich die Energiebänder nach unten und Verursachen eine Anziehungskraft, welche das Photoelektron in Richtung auf den Silbersulfidkeim treibt. Die Bänder verschiebung kann als Zusätzlichen Effekt eine verlängerte Lebensdauer der Elektronen in denjenigen Fallen auslösen, die sich in der Nähe des Silbersulfids befinden. Das Elektron wird auf diese Weise so lange in der Falle festgehalten, bis der “ionische Schritt” stattfinden kann. Die experimentellen Ergebnisse der Autoren und andere in der Literateurberichtete werden mit diesem Modell erklärt.

Riassunto

E’ stato sviluppato un nuovo modello per la sensibilizzazione solforante. Questo é basato sulla esistenza, negli alogenuri “gento, di un doppio strato superficale, già osservato in precedenza.

La carica presente in questo doppio strato é causa dell’abbassarsi o dell’innalzarsi delle bande di energia a seconda che sia presente o “o del solfuro di argento sulla superficie del cristallo.

Dove il sofuro di argento non é in contatto con la superficie, le bande di energie si innalzano, impedendo così il moto dei fotoelettroni Yerso la superficie. Al contrario, nei punti dove il solfuro di argento é adsorbito sulla superficie del cristello, le bande si abbassano, dando “ogo ad una forza attrattiva che favorisce il moto dei fotoelettroni verso il solfuro di argento adsorbito.

L’inclinazione delle bande puo generare come effetto addizionale, l’aumento del tempo di vita degli elettroni nelle trappole che sono Vicine al sulfuro di argento adsorbito.

In questo modo gli elettroni risultano intrapolati per un tempo sufficientemente lungo, tale da consent ire il verificarsi dello “step” ionico. Con questo modello si spiegano i resultati sperimentali ottenuti, cosi altri dati riportati dalla letteratura.