表面与界面物理思考题答案.docVIP

TOC\o1-2\h\z\u邓老师局部 2

1，原子间的键合方式及性能特点。 2

2，原子的外层电子结构，晶体的能带结构。 2

3，晶体〔单晶体，多晶体〕的根本概念，晶体与非晶体的区别。 2

4，空间点阵与晶胞、晶面指数、晶面间距的概念，原子的堆积方式和典型的晶体结构。 2

5，外表信息获取的主要方式及根本原理。 3

6，为什么XPS可获得外表信息，而X射线衍射只能获得体信息？ 3

7，利用光电子能谱〔XPS〕和俄歇〔Auger〕电子能谱〔AES〕进行外表分析的根本原理和应用范围。 4

8，透射电子显微镜有哪几种工作模式，它们可获得材料的什么信息？ 4

9，扫描电子显微镜的二次电子像和背反射电子像的成像原理。 4

10，说明电子束的根本特征，举出几种利用电子束的波动性和粒子性的分析技术。 5

11，什么是电子结合能的位移？价带能态密度可采用什么方法测试，简述其原理。 5

12，外表的定义，什么是清洁外表和实际外表？ 5

13，什么是外表的TLK模型？外表缺陷产生的原因是什么？ 5

14，什么是外表弛豫和外表重构？画出外表弛豫和外表重构的原子排列图。 5

15，为什么外表原子排列与体内不同，请比拟重构与弛豫的异同，并解释Si〔111〕2×1重构的成因。 6

16，纳米材料有哪些效应？ 6

17，说明外表张力和外表自由能分别用于什么情况。解释外表吸附对外表自由能的影响。如何测试材料的外表自由能，简述其根本原理。 6

18，什么是晶体材料的易生长晶面，它与什么因素有关？NaCl为简单立方晶体，它的易生长晶面是什么？ 7

陶老师局部 8

1，外表态的产生原因和种类，它对材料性能有何影响？ 8

2，形成空间电荷区的原因和外表空间电荷区的类型。 8

3，什么是准费米能级？ 8

4，有一半导体材料，其体费米能级在导带下1/3Eg处，外表费米能级距导带2/3Eg处，Eg为禁带宽度。问： 9

5，n型半导体的不同外表势下的外表空间电荷区情况，请结合能带图说明。 9

6，请分析非平衡载流子的符合过程。 10

7，请分析实际金半接触中势垒高度与理论上的Schottky势垒、Bardeen外表钉扎势垒偏离的原因。 10

8，试分析多晶ZnO材料中具有双向整流效应的I-V特性曲线与界面电子结构的关系。 10

9，什么是外表吸附与偏析？ 11

10，比拟化学吸附与物理吸附，并画出它们的吸附能曲线；什么是快化学吸附和慢化学吸附？ 11

11，请解释第IV型吸附等温线。 12

12，N型半导体外表吸附氧后它的外表电导和外表能带如何变化？ 12

13，水在N型半导体外表吸附后对电导和能带会发生哪些影响？ 12

14，扩散有哪些微观机制？其激活能与扩散速度有何不同？ 12

15，试比拟原子在外表、晶界、相界、晶内扩散的方式、速度的异同？ 12

16，什么是Kirdendall扩散，其发生会导致何种后果？ 13

17，固相反响的发生是如何进行的？反响速度的快慢影响因素有哪些？ 13

邓老师局部

1，原子间的键合方式及性能特点。

结合键

结合方式

晶体特征

离子键

电子转移，结合力大，无方向性和饱和性

硬度高，脆性大，熔点高、导电性差

共价健

电子共用，结合力大，有方向性和饱和性

强度高、硬度高〔金刚石〕、熔点高、脆性大、导电性差

金属键

电子出共有，结合力较大，无方向性和饱和性

导电性、导热性、延展性好，熔点较高〔如金属〕

分子键

电子云偏移，结合力很小，无方向性和饱和性

熔点低，硬度低。如高分子材料

氢键

是一种特殊的分子间作用力。这是由氢原子同时与两个电负性很大而原子半径较小的原子〔O，F，N等〕相结合而产生的具有比一般次价键大的键力，具有饱和性和方向性

2，原子的外层电子结构，晶体的能带结构。

描述原子中一个电子的空间位置和能量：

1〕主量子数n；轨道角量子数l；磁量子数m；自旋量子数s；

2〕核外电子的排布规律三原那么：能量最低原理；Pauli不相容原理；Hund规那么。

说明：

1〕晶体中，当N个原子聚在一起成晶体时，每个原子能级上将有2N个相同能量状态的电子〔共有化电子〕，这是泡利不相容原理所不允许的，实际上，由于原子的相互作用，每个原子能级将分裂为一个有N个支能级的能带。

2〕能带表示电子允许占有的状态，能带间隙有禁带，其宽度通常用Eg表示。每一根能带中可以容纳的电子是有限制的〔最多为组成晶体原子数的2倍〕。

3〕能带全部装满电子为满带，没有电子为空带，两者都不对导电作奉献；能带没有填满为未满带，其中电子在外电场作用下