Ladningsdannelse

Ladningsdannelse er prosessen der elektrisk ladning dannes eller endres i materie. Den innebærer at elektroner avgis eller tas opp av atomer, ioner eller andre enheter, slik at positive eller negative ladninger oppstår. Ladningsdannelse er betydningsfull i kjemiske reaksjoner, elektro-kjemi og elektrisk ledning i både løsninger og faste stoffer.

Årsaker inkluderer ionisering av atomer eller molekyler ved tilførsel av energi (termisk, fotoionisering eller elektrisk), redoksreaksjoner der elektroner overføres mellom arter, samt ion-adsorpsjon ved grensesnitt og dannelse av defekte tilstander eller dopede ladninger i krystallstrukturer. I faste stoffer kan defekter og dopingsprosesser skape eller få bærere av elektrisk ladning (elektroner og hull).

I løsninger fører dissosiasjon og ionisering til frie ioner som gjør løsningen ledende; i elektrolytter oppstår kationer og anioner som transporterer ladningen. I halvledere og andre faste stoffer styrer ladningsdannelse mengden og typen bærere, hvilket bestemmer elektrisk ledning og funksjon i enheter som transistorer og solceller.

Betydningen av ladningsdannelse omfatter påvirkning av kjemisk reaktivitet, korrosjon, katalyse og batteri- og solcelleytelse, samt overflate- og grenseflatefenomener. Målinger skjer med elektrochemiske teknikker som syklisk voltametri, spektrale metoder som UV-Vis og photoelectron-spektroskopi, og andre analyser som XPS for overflatefordeling av ladning.