材料表面与界面考试资料整理.doc

题型 名词解释（8个，24分） 简答（8个，48分，有画图题） 简述（2个，28分） 考试范围 名词解释 表界面：由一个相过渡到另一相的过渡区域。 表面：习惯上把固－气、液－气的过渡区域称为表面。 界面：把固－液、液－液、固－固的过渡区域称为界面。物体与物体之间的接触面。 界面－两种物质（同种或不同种）之间的接触面、连接层和分界层。 理想表面：理论上结构完整的二维点阵平面。 清洁表面：不存在任何吸附、催化反应、杂质扩散等物理-化学效应的表面。（表面的化学组成与体内相同，但结构可以不同于体内） 驰豫表面：指表面层之间以及表面和体内原子层之间的垂直间距ds和体内原子层间距d0相比有所膨胀和压缩的现象。 驰豫：表面区原子（或离子）间的距离偏离体内的晶格常数，而晶胞结构基本不变，这种情况称为弛豫。 重构表面：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d0与体内相同。 台阶表面：表面不是平面，由规则或不规则台阶组成。 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。 平移界面：在结构相同的晶体中，一部分相对于另一部分平滑移动一个位移矢量。其间的界面称为平移界面。 反演界面：当晶体结构由中心对称向非中心对称转变时，由反演操作联系起来的两个畴之间形成反演界面IB。 表面能:可以理解为系统增加单位面积时所需做的可逆功，单位是J/m2。 表面张力:是单位长度上的作用力，单位是N/m。 晶界：同质材料形成的固体/固体界面为晶界。 相界：异质材料形成的固体/固体界面为相界。 简答、简述 表界面通常可以分为哪5类？ 固－气；液－气；固－液；液－液；固－固。 获得理想表面的理论前提？ （1）、不考虑晶体内部周期性势场在晶体表面中断的影响； （2）、不考虑表面原子的热运动、热扩散、热缺陷等； （3）、不考虑外界对表面的物理-化学作用等； （4）、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、怎样获得清洁表面？/获得清洁表面的几种方法？ 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，可以利用惰性气体离子（如Ar+、Ne+）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。 4、什么是吸附表面以及用图文说明吸附表面的四种吸附 吸附表面即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。根据表面的四种吸附位置可以分为顶吸附、桥吸附、填充吸附和中心吸附四种吸附方式。 上为俯视图，下为剖视图，顶吸附 桥吸附填充吸附中心吸附 5、固体界面类型 从晶体学角度，可以分为平移界面、孪晶界面和反演界面；从实用角度可分为气固界面、半导体界面、薄膜界面和超晶格界面。 平移界面：在结构相同的晶体中，一部分相对于另一部分平滑移动一个位移矢量。其间的界面称为平移界面。包括堆垛层错、反相畴界和结晶切变面等面缺陷。 A.P.B –平移矢量为点阵矢量，为反相界面；SF—平移矢量不等于点阵矢量，为层错。 孪晶界面：其隔开的两部分晶体间以特定的取向关系相交接, 从而构成新的附加对称元素，如反映面、旋转轴或对称中心。IB。 6、固体表面的基本特性 理想的晶体由原胞组成，并具有三维周期性。但实际物质不是无限的，在晶体中原子或分子的周期性排列发生大面积突然终止的地方就出现了界面，如固体－液体、固体－气体及固体－固体的界面，常把固体－气体（或真空）、固体－液体的界面称为固体的表面。 表面是一个抽象的概念，实际常把无厚度的抽象表面叫数学表面，把厚度在几个原子层内的表面叫作物理表面，而把我们常说实际的固体表面叫工程表面。 7、金属表面（工程表面）实际构成示意图 对于给定条件下的表面，其实际组成及各层的厚度与表面制备过程、环境以及材料本身的性质有关。 8、表面成分 （1）、金属表面成分 一般特征：“金属/过渡层/空气”，过渡层中常由氧化物、氮化物、硫化物、尘埃、油脂、吸附气体（氧、氮、二氧化碳和水汽等）所组成，其中以氧化物最为常见； （2）、合金表面成分 一般特征：“金属/过渡层/空气”，其过渡层中出现的情况更为复杂。过渡层常见氧化物，但可能出现硫化物和碳化物等。 （3）、氧化物表面成分 一般特征：空气/非化学计量层/氧化物。非化学计量层形成：表面缺陷形成比较容易，如氧空位。 （4）、玻璃表面成分 玻璃表面：空气/