固体表面作业答案

1、举例说明造成固体表面形貌非均匀性的因素表面形貌的非均匀性有平台、螺型位错、刃型位错、外来吸附原子、单原子台阶、皱褶、扭折、吸附原子、平台空位等。2、写出立方晶胞三种点阵的中英文表达方式简单立方SC(simplecubic)体心立方BCC(boby-centeredcubic)面心立方FCC(face-centeredcubic)5、举例说明固体在形成表面的过程中，一般采取什么方式来降低表面能量(1)优势暴露具有低表面自由能的表面。一般来说，具有高的表面原子密度和表面原子最近邻数的晶面的表面能较低。对于FCC型的晶体，其晶面的稳定性为：(111)(100)(110)，因此在FCC型晶体形成表面的过程中，优先暴露其(111)晶面，例如金刚石形成的正八面体，暴露的即是FCC(111)晶面。(2)降低表面暴露面积。(3)调整表面原子几何构型，包括表面弛豫和表面再构。例如表层的Si原子是(2×1)结构，相对于基底的(1×1)结构，因为(2×1)结构中Si悬键更少，能量更低。6、什么是表面弛豫与表面再构，作用结果如何(1)表面弛豫：垂直表面的方向表面原子发生以周期方式的移动表面弛豫的结果：层间距和键角发生改变，最近邻数目和转动对称性未变；(2)表面再构：表面的原子排列和化学组成与体相的不完全相同表面再构的结果：最近邻数目，转动对称性和键角发生改变。2.说明物理吸附与化学吸附的主要特征。物理吸附：一般在低于凝聚点的温度，吸附焓与凝聚热相近，主要依靠范德华力，与表面原子的几何结构无关，多层吸附，吸附是可逆的，吸附速率很快，不需要活化能。化学吸附：在任何温度下都可能发生，吸附焓的范围很大，在不同晶面的吸附会明显不同，通常为化学键合，吸附原子与基底原子间存在电荷云重新排布；键的强度介于完全离子键及完全共价键之间；吸附仅限于单层，吸附速率变化很大，是需要活化能的过程。3.试说明表面偏析作用与哪些因素相关，影响规律如何。表面张力：表面张力小的物质，表面富集明显；张力差越大，表面偏析作用越明显。温度：温度越低，表面偏析越显著，温度升高，表面倾向与体相相同。混合热：混合热小于零，无偏析，混合热大于零，有偏析。溶质原子大小：溶质原子与溶剂原子半径相差越大在体相内引起的应变能越大，在表面越容易富集。表面结构：台阶、扭折等位置偏析作用明显。4.试说明造成荷叶效应与花瓣效应的原因。荷叶效应：在荷叶叶面上存在着非常复杂的多重纳米和微米级的超微结构。荷叶表面上有许多微小的乳突，在荷叶叶面上布满着一个挨一个隆起的“小山包”，它上面长满绒毛，在“山包”顶又长出一个馒头状的“碉堡”凸顶。因此，在“山包”间的凹陷部份充满着空气，这样就在紧贴叶面上形成一层极薄，只有纳米级厚的空气层。这就使得在尺寸上远大于这种结构的灰尘、雨水等降落在叶面上后，隔着一层极薄的空气，只能同叶面上“山包”的凸顶形成几个点接触。雨点在自身的表面张力作用下形成球状，水球在滚动中吸附灰尘，并滚出叶面。花瓣效应：Cassie渗透浸润态是一种超疏水态，不仅具有大的接触角,而且具有较大的接触角滞后。花瓣表面上具有紧密的微乳突阵列,每个乳突顶部有许多纳米褶皱。这些有层次的微纳结构为超疏水性提供了足够的粗糙度,同时与水有很强的黏附力。5.试画图说明俄歇电子能谱与光电子能谱的联系区别联系：1.都是测特征激发电子的能量；2.能量分析器可以通用；3.都可以做表面成分分析，化学环境分析，界面分析，深度分析和成像分析。区别：1.激发源不同：俄歇电子能谱主要利用电子束激发；光电子能谱是通过X射线和紫外光激发，并且光源需要单色化；2.激发过程和产物不同：俄歇电子能谱是用电子将原子内层能级子电子激发以后，由外层能级电子填充内层空穴同时激发更高能级的俄歇电子；X射线光电子能谱是探测芯能级激发电子，具有元素特征，在此过程中可能会伴有俄歇电子激发过程；而紫外光电子能谱是直接激发外层能级电子。6.表面分析实验中，离子束溅射的用途有哪些。答：表面清洁；深度剖析；成分分析；薄膜制备等