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固体表面物理化学 表面分析技术概况 2005/9/16 - 1 Surface Materials Group, CCME,PKU 固体表面物理化学 主要参考书 1. D. P. Woodruff and T. A. Delchar, Modern Techniques of Surface Science, Cambridge, 1986. 2. D. Briggs and M. P. Seah, Practical Surface Analysis, John Wiley and Sons, Inc., 1983. 2005/9/16 - 2 Surface Materials Group, CCME,PKU 固体表面物理化学 表面检测的技术要求 灵敏的检测技术，因为一般表面原子占整个晶体的比例为 10－7左右，几乎所有的检测技术要用到信号放大器及倍增 管，以及光子或电子计数器； 检测的技术是表面灵敏的，因为要研究表面的理化性能； 要检测信号，必须要有信号载体，我们称这种信号载体为 探针； 样品表面可控制的，即结构和化学组成等可以控制。 2005/9/16 - 3 Surface Materials Group, CCME,PKU 固体表面物理化学 表面分子技术概况 作为信号载体的探针，基本包括：电子，离子，光子和中性粒子，此外还 有热和场，参见图3.1。 以探针接触表面时，必然会发生探针与表面的相互作用。 电子 离子 中性粒子 固体材料 光子 热 场 Fig. 3. 1 2005/9/16 - 4 Surface Materials Group, CCME,PKU 固体表面物理化学 电子与表面相互作用 1.弹性散射，电子本身不损失能量； 2.非弹性散射，电子传递或吸收样品能量； 3.注入，钻入样品内； 4.衍射，由于其波长与样品晶格常数接近，从而满足布 拉格方程或劳埃关系，产生衍射花样； 5.轰击样品，产生新的二次电子和X－射线； 6.断裂表面键，诱导脱附。 2005/9/16 - 5 Surface Materials Group, CCME,PKU 固体表面物理化学 电子与表面相互作用 Fig. 3. 2 Fig. 3. 3 I. 弹性散射，电子本身不损失能量； II. 非弹性散射，振动吸收；价带跃迁； III.非弹性散射，Auger电子； IV. 二次电子和特征X－射线。 Source：高本辉，崔素言 Source：华中一 2005/9/16 - 6 Surface Materials Group, CCME,PKU 固体表面物理化学 电子与表面相互作用 电子自由程：电子与晶体中的原子核产生两次连续碰撞之间所走过的平 均路程称为电子自由