材料表面与界面分析复习题

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1 表面、界面的定义与理解： 表界面 是由一个相过渡到另一相的过渡区域。 表面界面 习惯上把固－气、液－气的过渡区域称为，而把固－液、液－液、固－固的过渡区域称为。 聚集态 根据物质的，表界面通常可以分为以下五类：固－气；液－气；固－液；液－液；固－固； 物理表面包括 ：理想表面、清洁表面、吸附表面 数学表面 表面是一个抽象的概念，实际常把无厚度的抽象表面叫，把厚度在几个原子层内的表面叫 物理表面工程表面 作，而把我们常说实际的固体表面叫。 2 理想表面理论前提 ： ①② 不考虑晶体内部周期性势场在晶体表面中断的影响；不考虑表面原子的热运动、热扩散、热缺 ③-④ 陷等；不考虑外界对表面的物理化学作用等；认为体内原子的位置与结构是无限周期性的，则表面 原子的位置与结构是半无限的，与体内完全一样。 3 何为清洁表面？清洁表面获得方法？ 指不存在任何污染的化学春表面，即不存在吸附、催化反应或杂质扩散等一系列物理、化学效应的 表面。 : 获得清洁表面的几种方法 ①② 在获得超高真空的同时获得清洁的表面。用简单的加热方法去除表面 ③④ 的沾污。在化学气氛中加热去除那些通过简单加热不能清除的化学吸附沾污。对于较顽固的沾污， ++ ArNe⑤ 可以利用惰性气体离子（如、）轰击表面而有效地清除污染。对于一些晶体，可以采用沿特定 ⑥ 的晶面自然解理而得到清洁表面。在适当的基片上通过真空蒸发法获得预想的单晶和多晶薄膜，作为 研究对象的清洁表面。 4PPT 根据原子结构的不同清洁表面分哪几种？图示说明（） 弛豫表面： dd 指表面层之间以及表面和体内原子层之间的垂直间距和体内原子层间距相比有所膨 s0 胀和压缩的现象。可能涉及几个原子层。 重构表面： d 指表面原子层在水平方向上的周期性不同于体内，但在垂直方向上的层间间距与体内 0 相同。 台阶结构： 表面不是平面，由规则或不规则台阶组成。由于晶体内部缺陷的存在等因素，使晶体内 部应力场分布不均匀，加上在解理晶体对外力情况环境的影响，晶体的解理面常常不能严格地沿所要求 的晶面解理，而是伴随着相邻的倾斜晶面的开裂，形成层状的解理表面。它们由一些较大的平坦区域和 TerraceLedgeKink 一些高度不同的台阶构成，称为台面－台阶－拐结（－－）结构，简称台阶结构或 TLK 结构。 表面偏析： 杂质由体内偏析到表面，使多组分材料体系的表面组成与体内不同。 吸附表面： 在清洁表面上有来自体内扩散到表面的杂质和来自表面周围空间吸附在表面上的质点所 构成的表面。 5PPT 吸附类型有哪些？画图说明（） 顶吸附；桥吸附；填隙吸附；中心吸附 6PPT 典型材料的工程表面示意图及表面成分（） 7PPT 解释表面原子的压缩效应、驰张效应、起伏效应及双电层效应，并图示说明（） 压缩效应： 表面原子失去空间方向的相邻原子后，体内原子对表面原子的作用，产生了一个指向体 内的合力，导致表面原子向体内的纵向弛豫。 驰张效应： 在少数晶体的某些表面发生原子向体外移动的纵向弛豫，造成了晶体的膨胀。这种情况 多由于内层原子对表层原子的外推作用，有时也由于表面的松散结构所致。即表面层内各原子间的距离 普遍增大，并且可波及表面内几个原子层，造成晶体总体在某一方向的膨胀。 起伏效应： GeSi111 对于半导体材料如、等具有金刚石结构的晶体，可以在（）表面上观察到，有 的原子向体外方向弛豫，有的原子向体内弛豫。而且这俩种方向相反的纵向弛豫是有规律地间隔出现的， 即有起有伏，称为起伏效应。 双电层效应： 对于多原子晶体，弛豫情况将更加复杂。在离子晶体中，表层离子失去外层离子后， 破坏了静电平衡，由于极化作用，造成了双电层效应。 8 什么是表面探针？用于表面分析的探针应满足的要求？