衍射標(biāo)定ppt課件-資料下載頁
2025-05-05 18:11本頁面
【正文】 子衍射給出樣品表面 1~5個(gè)原子層的結(jié)構(gòu)信息，是研究晶體表面結(jié)構(gòu)的重要方法。 一、單晶表面原子排列與二維點(diǎn)陣 ? 由于晶體結(jié)構(gòu)的周期性在表面中斷，單晶表面的原子排列有 3種可能的狀態(tài) 圖 87 單晶表面原子排列的可能狀態(tài) (a)體原子的暴露面 ； (b)表面馳豫 ； (c)表面重構(gòu) ? 表達(dá)其周期性的點(diǎn)陣基本單元稱為 (單元 )網(wǎng)格。 ? 網(wǎng)格由表示其形狀及大小的兩個(gè)矢量 a與 b描述，稱為 (二維 )點(diǎn)陣基矢或單元網(wǎng)格矢量。 ? 與三維點(diǎn)陣的排列規(guī)則可用 14種布拉菲點(diǎn)陣表達(dá)相似，二維點(diǎn)陣的排列可用 5種二維布拉菲點(diǎn)陣表達(dá)。 單晶表面原子排列規(guī)則可用二維點(diǎn)陣描述 二、二維點(diǎn)陣的倒易點(diǎn)陣 ? 對(duì)于由點(diǎn)陣基矢 a與 b定義的二維點(diǎn)陣，若由點(diǎn)陣基矢 a*與 b*定義的二維點(diǎn)陣滿足 ? a* a=b* b=1 a* b=b*a =0 （ 813） ? 則稱 a*與 b*定義的點(diǎn)陣是 a與 b定義的點(diǎn)陣的倒易點(diǎn)陣。 ? 可以證明 (證明從略 )，二維倒易點(diǎn)陣平面與二維正點(diǎn)陣平面平行。 ? ? ? 圖 88 二維布拉菲點(diǎn)陣與其倒易點(diǎn)陣 三、低能電子衍射原理 ? ? 低能電子衍射線來自于樣品表面 (幾個(gè)原子層 )的相干散射。衍射方向(衍射必要條件 )可近似由二維勞埃方程描述 ? 將二維點(diǎn)陣視為三維點(diǎn)陣特例，二維點(diǎn)陣衍射方向亦可由衍射矢量方程描述，可寫為 （ SS0） /?=r*HK=Ha*+Kb*(+0c*) (825) 圖 89 低能電子衍射的厄瓦爾德圖解 (a)電子束正入射 (b)電子束斜入射 ? 低能電子衍射以半球形熒光屏 (接收極 )接收信息。 ? 熒光屏上顯示的衍射花樣由若干衍射斑點(diǎn) (衍射線與熒光屏的交點(diǎn) )組成； ? 每一個(gè)斑點(diǎn)對(duì)應(yīng)于樣品表面一個(gè)晶列的衍射，亦即相應(yīng)于一個(gè)倒易點(diǎn)，因而低能電子衍射花樣是樣品表面二維倒易點(diǎn)陣的投影像。 ? 熒光屏上與倒易原點(diǎn)對(duì)應(yīng)的衍射斑點(diǎn) (00)處于入射線的鏡面反射方向上。 低能電子衍射的花樣特征 四、低能電子衍射儀 ? 低能電子衍射儀主要由 電子光學(xué)系統(tǒng) 、 記錄系統(tǒng) 、 超高真空系統(tǒng) 和控制電源組成 。 圖 810 低能電子衍射儀示意圖 1電子槍陰極 2聚焦杯 3樣品 4接收器 ? 低能電子衍射裝置必須采用無油的超高真空系統(tǒng)，真空度要優(yōu)于 107Pa，以避免晶體表面吸收殘余氣體分子造成表面污染，使固有表面衍射圖發(fā)生變化。 ? 此外在低能電子衍射裝置中都裝備有原位清洗表面或制備清潔表面的輔助裝置，可實(shí)現(xiàn)原位的濺射剝蝕、在超高真空中沉積新鮮表面等。 低能電子衍射儀 五、低能電子衍射分析與應(yīng)用 ? 分析與研究晶體表面結(jié)構(gòu)： ? 晶體表面及吸附層二維點(diǎn)陣單元網(wǎng)格的形狀與大??； ? 表面原子位置 (單元網(wǎng)格內(nèi)原子位置、吸附原子相對(duì)于基底原子位置等 )及沿表面深度方向 (兩三個(gè)原子層 )原子三維排列情況 (層間距、層間原子相對(duì)位置、吸附是否導(dǎo)致表面重構(gòu)等 )； ? 分析表面結(jié)構(gòu)缺陷 (點(diǎn)缺陷、臺(tái)階表面、鑲嵌結(jié)構(gòu)、應(yīng)變結(jié)構(gòu)、規(guī)則和不規(guī)則的疇界和反疇界 )等。 ? 不僅應(yīng)用于半導(dǎo)體、金屬及合金等材料表面結(jié)構(gòu)與缺陷的分析及吸附、偏析和重構(gòu)相的分析，也應(yīng)用于氣體吸附、脫附及化學(xué)反應(yīng)、外延生長(zhǎng)、沉積、催化等過程的研究； ? 也可應(yīng)用于表面動(dòng)力學(xué)過程，如生長(zhǎng)動(dòng)力學(xué)和熱振動(dòng)的研究等。 ? 由樣品衍射花樣確定 a*與 b*的方向，并按有關(guān)公式求得 ?a*?與 ?b*?，從而確定樣品表面二維倒易點(diǎn)陣單元網(wǎng)格，進(jìn)而按倒易基矢與正點(diǎn)陣基矢的對(duì)應(yīng)關(guān)系確定樣品表面點(diǎn)陣單元網(wǎng)格的形狀與大小。 低能電子衍射圖樣的基本分析過程：
教學(xué)課件相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號(hào)-1