2.4. Релаксация неполярных поверхностей ионных кристаллов
Поверхности двух типов
Полярные
поверхности
Неполярные поверхности -.
Структура (1х1).
Смещение поверхностного слоя в объем твердого тела, атомы разного сорта
смещаются на разную величину
полярные и неполярные
Плоскость, параллельная поверхности содержит не одинаковое число катионов и анионов, имеет не скомпенсированный заряд
Заряд равен нулю
( NaCl (100) или MgO (100), GaAs (110))
В случае щелочногалоидных |
Взаимодействие ионов |
кристаллов можно опираться |
может быть описано |
на теоретические оценки |
используя закон Кулона. |
Потенциал в любой внешней по отношению
к данной пластине точке экспоненциально U(z)~exp(-2πa/z). затухает по мере удаления от нее:
Вклад даже ближайших пластин не превышает 10% от общей величины потенциала
Ионы на поверхности – в асимметричном поле
Средняя поверхностная плоскость |
Происходит “взъерошивание” |
|
ds = d− + d+ , |
||
поверхности - анионы меньше |
||
2 |
смещаются в сторону объема, |
|
смещена в сторону объема |
чем катионы |
Важна поляризация ионов |
|
|
.«Жесткость» электронных . |
Поляризуемость катионов |
|
меньше по сравнению с |
||
оболочек катионов больше |
||
поляризуемостью анионов |
||
|
Неодинаковое смещение ионов разного знака
½d--d+½, возрастает с увеличением разности поляризуемости ионов ½a--a+½ Имеет значение и структура связей в образце
Есть релаксация |
Нет релаксации |
|
Различие - в количестве связей между плоскостями, параллельными поверхности.
Одна связь на катион вдоль поверхностного слоя, две связи со следующим слоем.
Две связи на катион вдоль поверхностного слоя, одна связь со следующим слоем.
2.5.Реконструкция поверхности
Две группы
Реконструкция - изменение симметрии двухмерной кристаллической решетки поверхности по отношению к соответствующей атомной плоскости внутри кристалла
Первая – структура (1х)
Вторая - на поверхности происходит реконструкция
Фазовый переход.
Металлы
Поверхност |
Т,К |
|
Структура |
||||
ь |
|
|
|
|
|
|
|
Au(100) |
300-1100 |
|
|
|
(5x20) |
|
|
Pt(100) |
300-1600 |
|
|
|
|
(5x1) |
|
Pt(110) |
|
|
|
|
|
(2х1) |
|
Pt(311) |
|
|
|
|
|
(2х1) |
|
Au(110) |
<350 |
|
|
|
|
(3x1) |
|
|
350-670 |
|
|
|
|
(2х1) |
|
|
>700 |
|
|
|
|
(1x1) |
|
Pd(100) |
830-1130 |
|
|
|
c(2x2) |
|
|
Sb(1120) |
300-520 |
|
|
|
|
(6x3) |
|
W(100) |
>300 |
|
|
|
|
p(1x1) |
|
|
~100 |
|
|
|
|
c(2x2) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ir(100) |
<800 |
|
|
|
|
(1x1) |
|
|
>800 |
( |
|
|
|
(5x1) |
0 |
|
2 |
× |
|||||
|
2)− R45 |
|
|||||
Cr(100) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Полупроводники
|
Поверхность |
Т,К |
|
Структура |
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Si(100) |
<1430 |
(2x1) |
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
<200 |
(4x4) |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
c(4x2) |
|
|||||
|
Si(111) |
<470-660 |
(2x1) |
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
>700 |
(7x7) |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
>1170 |
(1x1) |
|
||||
|
Si(110) |
<870 |
(4x5) |
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
870-990 |
(2x1) |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
990-1020 |
(9x1) (7x1) |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
>1020 |
(5x1) |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Si(511) |
<890 |
(3x1) |
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ge(110) |
300 |
(8х10) |
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
GaP ( |
1 |
|
1 |
|
1 |
) |
|
( |
|
x |
|
) − R22,70 |
|
|
|
|
|
247 |
247 |
|
||||||||
|
GaN(0001) |
|
(1x1), (2x2), (4x4), |
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(5x5), (6x4) |
|
||||
|
GaN(0001¯ ) |
|
(1x1),(3x3),(6x6) |
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|