- •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!
2.8. Влияние дефектов на структуру поверхности
Атомная структура определяется электронным состоянием. 
Дефекты - одна из причин
Причины, вызывающие ее изменение, могут приводить к изменениям в структуре
Удобными для изучения являются ступенчатые поверхности.
. Кремний |
Изменяется и температура, при которой происходит |
|
переход от структуры (2х1) к структуре (7х7) |
||
|
В случае свежеприготовленной поверхности на ступенчатых поверхностях с ориентацией террас [111] при малой длине может отсутствовать структура (2х1).
структура появляется только после отжига
Ступенчатая Si(111) (7x7)
Ступень испытывает реконструктивную перестройку
Положение ступени совпадает с краем ромбоэдрической ячейки
Расположение на верхней и нижней террасах синхронизированы.
Вывод: реконструкция связана с короткодействующим взаимодействием.
Au (110), c островками углерода.
Структура типа (5х1) на участках чистой поверхности вплоть до границы островка
Изменяется на ступенчатых поверхностях характер фасетирования
Pt(111) |
Существование на одной террасе доменов, развернутых друг |
|
относительно друга энергетически не выгодно |
Сильное влияние адсорбции
Большое значение имеет характер связи адсорбирующейся частицы
Адсорбция - сильно экзотермический процесс, величина выделяемой энергии может достигать нескольких эВ на одну частицу.
Адсорбция Н2 на |
Адатомы разрушают π-связь, устраняя |
Si(111) приводит |
возможность образования стабилизирующих |
к трансформации |
зигзагообразных цепочек |
(2х1) в (1х1). |
|
Такой же эффект оказывает на Si(111)-(7х7) адсорбция Cl или Te.
Экспозиция поверхности грани (011) Au, или Ir, или Pt, первоначально имеющих
структуру (2х1), в атмосфере CO, NO или Cl2 также вызывает восстановление |
||
структуры (1х1 |
Требуется смещение на большие |
|
Механизм реконструкции |
||
расстояния значительного |
||
не ясен |
количества атомов |
|
С другой стороны |
Физическая адсорбция Хе на Ir(110), видимо, |
|
не влияет на структуру адсорбента. |
||
|
Очевидный вывод - резкая чувствительность атомного строения поверхности к электронной структуре.
