Desorption

Desorption bezeichnet den Vorgang, wenn Fremdatome bzw. Moleküle die Oberfläche eines Festkörpers verlassen und in die Gasphase übergehen. Die Desorption stellt damit den Umkehrvorgang der Adsorption und Absorption dar.

Die desorbierenden Teilchen besitzen soviel Energie, um die Bindungsenergie zu überwinden und in die Gasphase zu gehen.

Je nach dem Mechanismus, wie die Teilchen diese Energie bekommen, unterscheidet man zwischen

thermischer Desorption (Temperaturwechseldesoption; temperature swing)
optischer Desorption (durch Absorption von Lichtquanten)
elektrische Desorption
ionenstimulierte Desorption (durch Beschuß mit schnellen Ionen)
drucktechnische Desorption (Druckwechseldesorption; pressure swing)
technischer Desorption (unterschiedliche Desorptionsanlagen zum Beispiel Festbett, Wanderbett, Wirbelschicht)
Verdrängungsdesorption (Einsatz eines leichter adsorbierbaren Stoffes; techn. meist Wasserdampf)
...

Die Desorptionsrate der Teilchen von der Oberfläche hängt zunächst ab von der Anzahl n der adsorbierten oder absorbierten Teilchen/Moleküle, der Temperatur T und der Desorptionsenergie $E D$ (auch Bindungsenergie):

$R_D = n^m k^0_D \exp \left( \frac{-E_D}{k_B T} \right)$

wobei $k_D^0$ eine Oszillationsfrequenz, $k B$ Boltzmann-Konstante und m die Desorptionsordnung ist.

Die Desorptionsordnung hängt vom konkreten Mechanismus des Desorbierens ab:

m=0: Desorption von einer Multilage
m=1: Desorption von Atomen
m=2: Desorption von zwei-atomigen Molekülen
etc.

Beobachtete Desorptionsraten der ionenstimulierten Desorption liegen im Bereich von 1 (senkrechter Einfall, niedrige Energien der einfallenden Ionen) bis ca. 25.000 (streifender Einfall, Energien im Bereich einiger MeV/u der einfallenden Ionen). Im allgemeinen ist die ionen- oder elektronenstimulierte Desorptionsrate eine Funktion von: $R_D = f(\frac{\delta E}{\delta x})^2*max(\frac{d}{cos(\theta)},\lambda)$ , wobei $λ$ die Eindringtiefe der Ionen in das Material, $\frac{\delta E}{\delta x}$ der Energieverlust pro Eindringtiefe und $d$ eine zunächst empirisch bestimmte Konstante ist.

Siehe auch: Sorption

Desorption

See also: Desorption, Absorption, Adsorption, Bindungsenergie, Boltzmann-Konstante, Energie, Quanten, Sorption