表面结构

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表面结构:固体表面几个原子层中原子的排列情况。包括表面单位网格的形状和大小,它相对于基底单位网格的取向,表面单位网格中原子的数目和相对位置(键长和键角等),最外层原子与第二、三……层原子的距离以及表面各层中原子的种类和排列状况等。

晶体中原子排列的周期性在垂直于表面的方向上于表面处突然中断,使表面几层的原子所受内外两侧的力失去平衡,通过自给作用达到新的平衡后,表层原子的键长和键角均与体内不同,一般表现为表层原子沿垂直于表面的方向产生一定位移。位移可向外(膨胀),也可向内(收缩),此称为表面弛豫,表面区中不同原子层的弛豫程度不同。表层内原子新的平衡位置也可表现为沿表面产生了横向移动,而且其二维周期性也与体内不同,此称为表面重构(或表面再构)。表面区内还可能存在各种缺陷,例如空位、填隙原子、阶梯、畴界等各种偏离二维周期性的结构。来自环境的外来原子或分子由于物理作用和化学作用粘附于固体表面的过程称为吸附。吸附物可在固体表面形成无序的或有序的覆盖层。有序覆盖层一般形成重构结构,其二维周期不同于衬底的周期。

研究表面结构的最有效的实验手段是低能电子衍射,此外还有多种其他实验方法(见表面分析技术)。

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