Адсорбция на поверхности твердых тел

 

Профессор  Г.Г. Владимиров

 

Роль адсорбционных процессов в природе. Терминология. Влияние адсорбированных частиц на физико-химические свойства.

I.  АДСОРБЦИЯ– 17 часов лекций

1.1.Кинетика адсорбции. Теория Ленгмюра. Изотерма Ленгмюра.

1.2. Полимолекулярная адсорбция, теория БЭТ.

1.3.Физическая и химическая адсорбция. Силы, приводящие к физической адсорбции: ориентационные, поляризационные, дисперсионные, репульсивные. Потенциал Леннарда-Джонса. Модель попарных взаимодействий и ее критика. Химическая связь: метод молекулярных орбиталей, теория валентных связей. Заселенность перекрывания, локальная плотность состояний.

1.4. Электронное состояние адатома. Модель Герни. Теория Ньюнса, роль корреляционной энергии. Пространственное распределение электронной плотности.

1.5. Энергия связи адатомов с поверхностью. Особенности химической связи на поверхности. Полуэмпирический метод оценки энергии адсорбции, метод Хигучи. Электроотрицательность.

1.6. Латеральное взаимодействие адатомов. Прямое и косвенное взаимодействие.

1.7. Структура адсорбированных слоев. Фазовая диаграмма. Согласованные и несогласованные решетки.

1.8. Изменение работы выхода при адсорбции. Дипольная модель, модель Лэнга.

1.9. Поверхностная диффузия. Уравнения Фика. Константы поверхностной диффузии. Анизотропия. Зависимость от концентрации, механизмы поверхностной диффузии: ловушечный, механизм “разворачивающегося ковра”, солитонный. Компенсационный закон.

 

II. ТОНКИЕ ПЛЕНКИ НА ПОВЕРХНОСТИ ТВЕРДОГО ТЕЛА– 13 часов лекций

2.1. Механизмы роста пленок. Послойный рост (механизм Франка-ван-дер-Мерве), островковый (механизм Фольмера-Вебера), механизм Странски-Крастановой.

2.2.Эпитаксия. Ориентационные соотношения Нишиямы-Вассермана и Курдюмова-Сакса

2.3.Зародыши и их образование. Влияние условий роста на размеры кристаллитов.

2.4.Электропроводность диспергированных пленок. Механизмы: термоэлектронная эмиссия, туннелирование, активированное туннелирование, туннелирование через подложку.

2.5.Электропроводность тонких сплошных пленок. Уравнение Больцмана, приближение времени релаксации. Диффузное и зеркальное отражение электронов от поверхности, параметр Фукса.

 

Список обязательной литературы

1.К.Оура, В.Г.Лифшиц, А.А.Саранин, А.В.Зотов, М.Катаяма  "Введение в физику поверхности"  М., Наука, 2005

2.Р.Хофман “Строение твердых тел и поверхностей (Взгляд химика-теоретика)”  М., Мир. 1990.

3.Я.деБур  “Динамический характер адсорбции”. М., ИИЛ, 1962, 290 стр.

4.Cб. “Межфазовая граница. Газ-твердое тело”, ред.Э.Флада. М., Мир,1970

5. Сб. ”Теория хемосорбции”. Ред. Джмит. М., Мир, 1983.

6. К.Л.Чопра “Электрические явления в тонких пленках”. М., Мир, 1972.

7. Ю.Ф.Комник “Физика металлических пленок” М., Атомиздат, 1979.

 

 

Список дополнительной литературы

1.Э.Зенгуил “Физика поверхности”. М., Мир, 1990. 536 стр.

2.“Технология тонких пленок” ред. Л.Майссел, Р.Глэнг. М., Советское радио, 1979.т.1,2.

3."Поверхностные свойства твердых тел" Ред. М.Грин М., Мир, 19724

4.О.М.Браун, В.К.Медведев  “Взаимодействие между частицами, адсорбированными на поверхности металла”. - УФН, 155, 4. 631-666, 1989.

5. Л.А.Большов, А.П.Напартович, А.Г.Наумовец, А.Г.ФедорусСубмонослойные пленки на поверхности металлов”. - УФН. 122, 1, 125-158

6.G.A.Somorjai, M.A.Van Hove  “Adsorbed monolayers on solid surfaces”. InStructure and bonding”, v.38 (1979) p.139.