2013固体材料界面研究的物理基础-第三章_晶体的界面结构-O点阵-csl点阵
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固体物理学基础晶体的表面与界面物理晶体是物质排列有序的固态结构,其内部的原子排列具有周期性重复的特征。
然而,固体晶体与外界环境之间的接触面即表面以及晶体与其他晶体之间的界面却展现出了特殊的物理性质,这是固体物理学中一个重要而广泛研究的课题。
1. 表面物理学表面是固体晶体与外界环境相接触的区域,它通常由表层原子构成。
与晶体内部相比,表面的原子排列更加松散,结构更不规则。
这导致了表面物理性质与晶体内部的差异。
1.1 表面能和表面形貌表面能是表征表面性质的重要参数。
它反映了表面原子对外界作用力的敏感程度以及表面原子间的相互作用强度。
表面能的大小直接影响着固体的表面现象,如润湿性、吸附性等。
另外,表面形貌也是表面物理学中的一个重要研究内容。
表面的形貌与固体晶体的生长、晶体结构有着密切的关系,对材料的性能和应用也具有重要影响。
1.2 表面电子结构和局域态相比于晶体内部的电子能级结构,表面区域的电子结构发生了较大的变化。
表面态和界面态的存在使得表面与界面成为固体中电子输运的重要通道。
此外,表面和界面常常会导致电子的局域化现象,形成局域态。
研究表面电子结构和局域态对于理解固体物理学中的许多现象至关重要。
2. 界面物理学界面是两个不同材料的接触面,其中至少有一个为固体晶体。
界面的形成和性质对于多个领域都有着重要的影响,如材料科学、纳米科技等。
2.1 界面的结构和性质界面的结构与性质主要受到相邻材料的晶体结构、材料相互作用等因素的影响。
不同材料之间存在界面能的差异,使得界面呈现出独特的物理化学性质。
界面的结构和性质研究为杂质控制、界面反应等提供了重要的理论依据。
2.2 界面电子结构和界面态界面的形成会导致局部晶格的扭曲和变形,进而影响到界面区域的电子结构。
活化能的变化会造成界面电荷重排和界面电子态的形成。
界面电子态的研究对于解析电子在材料界面上的行为以及界面的电子传输机制具有重要意义。
总结:固体物理学基础晶体的表面与界面物理是对固体晶体内部性质之外的重要研究课题。