清洁表面结构XFJ.ppt

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1、LOGO清洁表面结构清洁表面结构 Click to add your textContents参考文献参考文献表面台阶结构表面台阶结构 表面重构表面重构 表面弛豫表面弛豫 清洁表面的一般情况清洁表面的一般情况 surface1 清洁表面的一般情况清洁表面的一般情况不存在吸附不存在吸附 2不存在催化反应不存在催化反应 3不存在杂质扩散不存在杂质扩散 4不存在一系列物理、化学不存在一系列物理、化学效应的表面效应的表面 5不存在任何污染的化学纯表面不存在任何污染的化学纯表面 1surfacev固体材料分为单晶、多晶和非晶等。固体材料分为单晶、多晶和非晶等。v对于界面研究，对于界面研究，单晶单晶是我们

2、主要的研究是我们主要的研究对象。对象。surface一是一是自行调整自行调整，原子排列情况原子排列情况与材料内部明与材料内部明显不同。显不同。表面处稳定态表面处稳定态二是依靠表面的二是依靠表面的成成分偏析分偏析和表面对外和表面对外来原子或分子的来原子或分子的吸吸附附以及这两者的相以及这两者的相互作用而趋向稳定互作用而趋向稳定态，因而表面组分态，因而表面组分与材料内部不同。与材料内部不同。surfacesurfacev晶体表面的最外一层也不是一个原子级晶体表面的最外一层也不是一个原子级的平整表面，因为这样的熵值较小，尽的平整表面，因为这样的熵值较小，尽管原子排列做了调整，但是自由能仍较管原子排列

3、做了调整，但是自由能仍较高，所以清洁表面必然存在各种类型的高，所以清洁表面必然存在各种类型的表面缺陷。表面缺陷。v下面引出表面的下面引出表面的TKL模型模型。surfaceT表示低晶面指数的平台（Terrace）；L表示单分子或单原子高度的台阶（Ledge）；K表示单分子或单原子尺度的扭折（Kink）。除了平台，台阶和扭折外，还有表面吸附的单原子（A）以及表面空位（V）。surface弛豫弛豫机理机理位置位置效应效应表面上原子表面上原子通过相对于通过相对于正常位置上正常位置上下下位移位移（压（压缩或膨胀）缩或膨胀）以降低体系以降低体系总能量。总能量。三维周期性三维周期性结构在表面结构在表面中断

4、中断，表面，表面力场力场与体内与体内原子不同。原子不同。最明显处是最明显处是表面表面第一层第一层原子与第二原子与第二层之间层之间距离距离的变化的变化。压缩效应压缩效应弛豫效应弛豫效应起伏效应起伏效应2 表面弛豫表面弛豫surface在平行基底的表面上，原子的平移对称性与 体内显著不同，原子位置作了较大幅度的调 整，这种表面结构称为重构（或再构）。3 表面重构表面重构Diagram1 表面晶格基矢与基底晶格的基矢表面晶格基矢与基底晶格的基矢平行平行2 表面晶格的基矢之间的夹角与表面晶格的基矢之间的夹角与基底晶格的基矢之间的夹角相等基底晶格的基矢之间的夹角相等3 基底与表面原子晶格基矢间更基底与表

5、面原子晶格基矢间更一般的关系一般的关系表面重构表面重构表面重构表面重构surfacev清洁表面实际上不会是完整表面，因为清洁表面实际上不会是完整表面，因为这种原子级的平整表面的熵很小，属于这种原子级的平整表面的熵很小，属于热力学不稳定状态，故而清洁表面必然热力学不稳定状态，故而清洁表面必然存在存在台阶结构台阶结构等表面缺陷。等表面缺陷。4 表面台阶结构表面台阶结构如果如果u v w是原子的密排方向，那么是原子的密排方向，那么不不产生扭折产生扭折；若若u v w不是原子的密排方向，则原来不是原子的密排方向，则原来的直线台阶变为折线台阶，台阶的转折的直线台阶变为折线台阶，台阶的转折处称为处称为扭折扭折。LOGO