材料表面与界面的表征简介课件.pptVIP

材料表面与界面的表征-简介; 检测化学组成的仪器： X-Ray 光电子能谱（X-ray photoelectron spectra, ab. XPS), 测组成和价态 红外光谱（ Infra-red spectra, ab. IR) 核磁共振谱（NMR) 相组成、晶体结构: X-ray 衍射 （X-ray diffraction, ab. XRD) 拉曼光谱（Raman spectra) 精细X-ray 衍射谱（Extend X-ray Fine Spectra, ab. EXAFS) 表面、界面、薄墨中的偏析、吸附扩散、粘附等特性用俄歇电子谱（Auger electron spetra, ab. AES); 二次离子质谱（Second ion mass spectra, ab. SIMS); 离子散射谱（ISS); 第一代为光学显微镜;第二代为电子显微镜 ;第三代为扫描探针显微镜;宾尼格(G．Binnig)和罗赫(H．Rohrer)显微镜发明人鲁斯卡分享了1986年诺贝尔物理学奖。;三代显微镜的观察范围及典型物体 ;电磁波;仪器表征的基础;光镜的分辨本领的限制;初速度为0的电子，受到电位差为V的电场加速，根据能量守恒原理，电子获得的动能为：0.5m?2=ev , ? ?=(2ev/m)1/2, 代入?=h/m?，得：?=h/(2mev)1/2 考虑到相对论效应， ?=h/[2m0ev(1+ev/2m0c2)]1/2,式中m0为电子的静止质量。 上式的近似公式： ?=(150/v)1/2;加速电压与电子波长;STEM 电子枪发射20 –50 ?m直径的电子束；1-100 kV阳极电压的加速下射向样品，途中经聚光镜将它汇聚缩小成几纳米的细束轰击到样品表面上电子束的特点：密度高、能量大与样品相互作用时将产生下列结果：产生二次电子（Secondary Electron）；俄歇电子（Auger Electron）；背散射电子；X-Ray; 高角度电子散射；弹性散射；非弹性散射等现象等; 扫描电子显微镜（SEM） 主要特点：（1）电磁物镜的特点（2）高真空下观察样品形貌（3）样品分辨率高 （4）样品需要导电，对于不导电的样品需要先溅射上一层金或者铂金；（5）环境扫描电镜 ;Figure Characterization of thin planar opal templates assembled directly on a Si wafer from 855-nm spheres. a, Cross-sectional SEM image. ;Figure SEM images of planar Si photonic crystals. Cross-sectional SEM images are shown as a function of the thickness of the initial opal template for 2 (a), 4 (b), and 16 (c) layers. ;;图 胶态晶体法组装得到的CdSe量子点超晶格的高分辨 电镜照片(图中量子点尺寸为4．8nm) (a)fcc排布的(101)面的图像及特征电子衍射图； (b)fcc排布的(100)面的图像及特征电子衍射图;Figure Silver nanocrystals made in reverse micellar solution. Mixed reverse micelles made of 3 × 10–2 M Ag(AOT) and 7 × 10–2 M Na(AOT) were formed in isooctane solution.; TEM特点： (1)电子透过样品有散射和衍射等现象 （2）电磁物镜的特点 （3）高真空下观察样品形貌,对于不同材料在同一聚集 体中显出不同的衬度，是研究符合材料非常有效的手段（4）样品分辨率高 （5）样品不需要导电 （6） 其他;扫描遂道显微镜（STM）;自由电子波穿透表面势垒;靠近金属形成隧道电流的电子波;扫描隧道显微镜（STM）是如何工作的？ ;扫描隧道显微镜;;;SPM扫描探针显微镜;AFM线性剖面图;;三种观察原子的方法比较 ;2.2 表征材料结构的仪器 X-ray 衍射 晶体结构＝ 点阵 + 结构基元 点阵 点阵是反映晶体结构周期性的科学抽象 a. 直线点阵 结构基元直线排列 b.平面点阵 结构基元平面排列 c. 空间点阵 结构基元空间排列 结构基元：代表点阵构成的具体内容如分子、原子或者离子 3. 晶面指标 4. 晶系和空间点阵 7种晶系 14种空间点阵 立方（cubic)晶系 ;