- •Рекомендуемая литература
- •1.1. Значение исследований поверхности
- •XIX - первая половина ХХ века
- •Роль поверхностных явлений
- •Катализ
- •Твердотельная электроника
- •Исследования в четко контролируемых условиях
- •1.2. Методы получения чистой поверхности
- •1.2.1.Прогрев при высоких температурах
- •1.2.2.Химические методы очистки
- •1.2.3. Ионная бомбардировка
- •Рецепты
- •1.2.4. Раскалывание в сверхвысоком вакууме
- •1.2.5.Некоторые специфические методы
- •1.3.Термодинамика поверхности
- •1.4. Анизотропия удельной поверхностной энергии
- •Литература к разделу II
- •II. АТОМНАЯ СТРУКТУРА ЧИСТЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ
- •2.1. Двумерная кристаллическая решетка
- •2.2. Обозначения поверхностей монокристаллов и атомных структур
- •2.3. Изменение межплоскостных расстояний у поверхности
- •2.3. Изменение межплоскостных расстояний у поверхности
- •2.4. Релаксация неполярных поверхностей ионных кристаллов
- •2.5.Реконструкция поверхности
- •2.5.1. Реконструкция на поверхности тугоплавких металлов
- •Золото (001)
- •Корреляция Энгеля
- •2.6. Реконструкция на поверхности полупроводников. Кремний (111).
- •2.7. Фасетирование поверхности
- •2.8. Влияние дефектов на структуру поверхности
- •2.9. Структура поверхности и ее физические свойства
- •2.10.Колебания поверхностных атомов
- •Термическое расширение
- •Литература к III разделу
- •III.ЭЛЕКТРОННЫЕ СВОЙСТВА ПОВЕРХНОСТИ ТВЕРДОГО ТЕЛА
- •3.2.Поверхностные состояния. Метод ЛКАО
- •3.3 Поверхностные состояния Шокли
- •3.4. Поверхностные состояния. Приближение почти свободных электронов
- •3.6. О возможности изменения ширины запрещенной зоны на поверхности
- •3.7. Поверхностная (проектированная) зона Бриллюэна
- •3.8. Экспериментальное исследование электронной структуры поверхности металлов
- •Фотоэлектронная спектроскопия
- •GaAs (110)
- •3.9. Изменение потенциала и распределение электронной плотности у поверхности
- •3.9.2. Метод функционала плотности
- •3.9.2.A. Электронный газ с почти постоянной плотностью
- •3.9.2.Б. Плавно меняющаяся электронная плотность
- •3.9.3. Способы реализации метода функционала плотности
- •3.9.3.Б. Усовершенствованный метод Хартри
- •3.9.3.В.Вариационный метод
- •3.9.4. Электронная плотность и потенциал у поверхности
- •3.9.5. Работа выхода
- •3.9.6. Поверхностная энергия
- •3.9.7. Учет атомной структуры поверхности
- •Расчеты электронной структуры различных граней металлов
- •3.8.8. Взаимодействие заряда с поверхностью
- •3.8.9.Влияние внешнего электрического поля
- •IV. АДСОРБЦИЯ
- •4.1. Кинетика адсорбции. Теория Ленгмюра.
- •4.2. Полимолекулярная адсорбция
- •4.3. Физическая и химическая адсорбция
- •4.3.1.Силы, приводящие к физической адсорбции
- •4.3.Б. Метод валентных связей
- •4.3.В.Заселенность перекрывания
- •4.3.3. Химическая связь
- •4.4. Электронное состояние адатома
- •4.5. Энергия связи адатомов с поверхностью
- •4.6. Латеральное взаимодействие адатомов
- •4.7. Структура адсорбированных слоев
- •4.8. Изменение работы выхода
- •4.9. Поверхностная диффузия
- •Солитонный механизм
- •V. ТОНКИЕ ПЛЕНКИ НА ПОВЕРХНОСТИ ТВЕРДОГО ТЕЛА
- •5.1. Механизмы роста пленок
- •5.2.Эпитаксия
- •5.3.Зародыши и их образование
- •5.4. Диспергированные пленки
- •5.5.Электропроводность тонких сплошных пленок
- •Удачи!
Рекомендуемая литература
1.Э.Зенгуил “Физика поверхности”. М., Мир, 1990, 536 стр.
2.Ф.Бехштедт, Р.Эндерлайн “Поверхности и границы раздела полупроводников”. М., Мир, 1990, 484 с.
3.Сб.“Новое в исследовании поверхности твердого тела”
Ред. Т.Джайядевайя, Р.Ванселов. М., Мир, 1977, вып.1, с.211-234
4.Сб.”Теория хемосорбции” Ред. Дж. Смит М., Мир. 1983
5.Теория неоднородного электронного газа”
Ред. С.Лундквист, Н. Марч “М., Мир, 1987.
1.1. Значение исследований поверхности
Правление Хаммурапи в Вавилоне (XVIII век до н. э.) - леканомантия
Древняя Греция – использовались древесный уголь, отбеливающие глины для очистки вина, осветления масел
Сорбция - поглощение каким-либо телом газов, паров или растворенных веществ
Сорбцию можно разделить на абсорбцию и адсорбцию
Абсорбция - поглощение вещества всем объемом поглощающего тела.
Адсорбция - концентрирование вещества из объема фаз на поверхности раздела между ними
Исследования адсорбции начались в конце XVIII века: К.В.Шееле (1773 г., химик, Швеция), аббата Ф.Фонтана (1777 г., химик, Италия), Т.Е.Ловица (1785 г., аптекарь, Россия,
Товий Егорович (Иоганн Тобиас), 1757-1804).
XIX - первая половина ХХ века
XIX век
Ускоряющее действие присутствия |
|
названо Берцелиусом |
||
твердых тел на реакцию в растворах |
|
|
|
|
|
|
|
каталитическим действием |
|
|
|
|||
и газах (1818 г. - Л.Тенар, Г.Дэви; |
|
|||
|
|
|||
1822 г. - И.В.Дёберейнер). |
|
|
||
Майкл Фарадей - разработал качественную теорию катализа |
||||
Гиббс в 1877 г. - классическая работа “Равновесие гетерогенных веществ”,во второй части дано описание термодинамики поверхностных явлений.
.
Начало XX века
Исследования Ирвина Ленгмюра. Наука о поверхностных явлениях выделилась в специальную область физики - физику поверхности
Роль поверхностных явлений
Формирование климата
Обмен веществ между клеткой и внешней средой.
Коррозия - бич машиностроения Прочность материалов - зернограничное охрупчивание
Механические характеристики |
Адсорбционный эффект |
могут быть |
(эффект Ребиндера) – |
изменены на порядки. |
изменение механической прочности и |
|
пластичности под действием адсорбции |
|
Изменение относительной жесткости и |
|
износоустойчивости хромового покрытия |
|
при бомбардировке ионами азота |
|
с энергией 30 кэВ |
