固体物理第九章
合集下载
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第九章
固体的表面和界面
9.1表面原子结构
9.1.1表面二维晶格 9.1.2二维倒格子 9.1.3伍德符号 9.1.4低能电子辐射 9.1.5弛豫、重构和偏析
9.1表面原子结构
1
表面原子进入新的平 衡位置 表面原子处于一种非对 称环境
2
3
形成独特的依附于块体材 料二维结构
9.1.1表面二维晶格
二维原胞又称 为元格。元格是 一个平行四边形， 其相应两条边线 对应的矢量为a1 和a2就是二维点 阵的基矢
b.缺列型重构
表面周期性的缺失原子列形成的重 构。具有面心立方结构的Ir、Pt、 Au等晶体，它们的（110）表面每隔一列 原子失去一列原子，形成（1×2）重构现 象。
B.硅（111）-7×7重构
• 半导体的化学键具有高度的方向性， 产生某个表面必然要切断原来穿过该晶面 的化学键，使它们变成悬挂键，为尽可能 减少表面悬挂键的数目，半导体表面会发 生重构。
（3）偏
析
不论表面进行多么严格的清洁处理，总 有一些杂质由体内偏析到表面上来，从而使 固体表面组成与体内不同，称为表面偏析。 在表面某一组分可能偏富，也可能偏贫。
图2.1.8
偏析表面示意图
3. 实际表面
在材料实际应用过程中，材料表面是要经 过一定加工处理 (切割、研磨、抛光等 ) ，材料又 在大气环境 ( 也可能在低真空或高温 ) 下使用。材 料可能是单晶、多晶、非晶体。这类材料的表面 称为实际表面。 实际表面中主要关心的是 nm-μm级范围内原 子排列所形成的表面的结构特征，包括材料表面 的微结构(组织)、化学成分、形貌、不同形态(形 状)材料表面的特点。
偏析或分凝是指合金表面组分与块
体不一样的现象，在表面可能某一组
分偏富，也可能偏贫。例如含铬的不
锈钢表面铬组分偏富，金属镍含有微
量铜也富集于表面。
一.固体材料与气体的界面
1. 理想表面 2. 清洁表面
偏离三维周期性结构
（1）台阶表面
（2）弛豫表面 （3）重构表面 （4）吸附表面 （5）偏析表面
表面组分与材料内部不同
命 名
同时兼有纵
波位移和横
由 瑞 利于 1887
年首先指出其
存在而得名
特 点 实 质
波位移的混
合型波 一种常见的界面 弹性波，是沿半无
限弹性介质自由表
面传播的偏振波
宏观运动
质点运动轨迹
当瑞利波垂直自 由表面向下传播 时，最多只能传 播到一个波长的 深度，其中的大 部分能量都集中 在1/2波长的深度 范围之内。
3. 实际表面
1. 理想表面
这是一种理论上结构完整的二维点阵平面，
忽略了晶体内部周期性势场在晶体表面中断的影
响，忽略了表面原子的热运动、热扩散和热缺陷
等，忽略了外界对表面的物理化学作用等。这种 理想表面作为半无限的晶体，体内的原子的位置 及其结构的周期性，与原来无限的晶体完全一样。
图2.1.1
理想表面结构示意图
2 2 b2 (e3 a1) A a 2 e2 3
9.1.3伍德符号
用来描述实际晶体表面的二维结构，
这种描述的前提是假定表面原子与块
体中原子处于相同点阵中不同的格点
9.1.3 伍 德 符 号
表示该表面所在 晶面的米勒指数
as1与a1之间的夹 角
R ( h k l ） p × q -α - D
表面弹性波能量百分比
7%
纵波
横波
26%
瑞利波
67%
瑞利波的应用：
瑞利波的频散：
瑞利面波的传播速度随频率变化而改变。
地表所测的面波速度看作是某一深度内的 平均速度。 • 目前对于瑞利波的应用主要还是利用它 在层状介质中的频散特性，来探测地质构 造。 人们利用观察到的频散现象，来区别 和划分地层。
应用原理
小 结：
①伍德符号的书 写
②LEED的测试方法 以及其与其他探测 方法的比较
9.1.5弛豫、重构和偏析
由于固体表面上原子配位数减少，所以 处于表面上的原子缺少相邻的原子，会失去
三维结构状态下原子之间作用力的平衡。这
样，那些处于表面上的原子，必然要发生驰
豫，以寻求新的平衡位置，因而会发生重构
以降低表面的能量。
低能量电子束测定晶体表面原子结构、
研究单晶表面层原子排列的实验技术。
发 展
如今，LEED成为表面实验研究的标准手段。
70年代开始，对表面结构进行研究。
50年代，人们开始研究气体在单晶表面的吸附现象。
30年代后，人们开始了低能电子衍射方面的研究
1921年 Davisson 和Germer研究了电子束在单晶表面的散射现象。
地滚波携带着巨大的能量，因此在地震发 生时给地面建筑物造成极大程度破坏的就 是这种地滚波。英国物理学家瑞利研究发 现在半空间(上部接触大气层的地表面)存 在着一种类似于在液体表面上形成的波。 这种波是由自由界面半空间内传播的纵波 与横波相互选加形成的一种特殊的振动， 振动的方向是以逆时针方向转动，呈椭圆 轨迹传播，此椭圆水平轴与垂直轴之比为 2/3。人们为了纪念这位物理学家就把这种 波定名为「瑞利面波」，简称「瑞利波」。
原子时
· 由原子钟导出的时间叫原子时，简称 AT。以物质的原子内部发射的电磁振 荡频率为基准的时间计量系统 。
原子时秒：铯原子基态的两个超精细能 级间在零磁场下跃迁辐射9192631770 周所持续的时间。
电磁振荡
在电路中，电荷和电流以及与之相 联系的电场和磁场周期性地变化，同时 相应的电场能和磁场能在储能元件中不 断转换的现象。
i 1
N
在同一测点测量出一系列频率fi的VRi值，就可以得 到一条VR—f曲线，即所谓的频散曲线或转换为H -
V
R
曲线
实物装置
多探 道测 瞬原 态理 法示 瑞意 利图 波
施 工 布 置 示 意 图
原 始 波 形
滤 波 后 的 波 形
曲线显 示在 8.16m、 19.2m和 36m有构 造存在。 掘进结果 证明，8m 和20m处 为松散破 碎带， 36m处是 一条断层。
低能电子衍射测量步骤
①把单一低能量的(E=5ev~500ev)电子束，
以接近于垂直的方向投射到具有完整晶格结构
的晶体清洁表面上 ②一部分电子以相干散射的形式反射到 真空中，形成的衍射束
③衍射束进入可移动的接收器，再进行
强度测量，或者再被加速至荧光屏，
给出可观察的衍射图像。
低能衍射基本装置
低能电子衍射实验装置图
让X射线通过晶体,通过计算便能提供晶 体内原子排布的信息。
TiO2薄膜的XRD图谱
STM原理：
利用探针以及一维遂穿效应和微扰原理 对表面形貌分析。
SEM原理：
用一束极细的电子束扫描样品，图像为立 体形象。显示微形貌、孔隙大小、晶界和团 聚程度等。
AFM原理：
由显微探针受力的大小就可以直接换算出 样品表面的高度，从而获得样品表面形貌的信 息。无法精确测定表面二维结构的有关参数。
表面原子结构具 有二维的双周期 性，需要不共线 的两个独立矢量 来表示它的周期 性。二维布拉维 点阵，又称二维 二维点阵中任一格点的格矢： T=n1a1+n2a2 布拉维格子。
9.1.2二维倒格子
二维倒格子就是由二维倒格矢
Kh=h1b1+h2b2形成的倒格点的阵列。
ai与bj满足ai·bj=2πδij（i，j=1、2）
基本结构图：衍射电子可用两种不同的接收器来探测， 一种用法拉第接收器，另一种用屏幕显示。
LEED的基本用途
1 2
表面结晶学及微观结构；
表面相鉴定吸附、偏析、结构重组； 表面动态过程的分析长大动力 学、热振动； 确定表面原子位置。
3
4
探测物质结构的方法对比：
LEED AFM
XRD
STM
SEM
XRD原理：
③它最实际的应用之一是GPS。精确 的定位必须有非常精确的定时作保证。
闰秒
不闰秒
小 结：
闰秒及其成因
9.2.2 瑞利波
瑞利波的故事
有一次大文学家苏东坡和妹夫秦少游在湖边 散步，随手捡起了一块小石子儿扔进平静的湖水 之中，水中激起一朵小小的浪花，随后形成一道 道的圆形的波纹，一圈圈地不断扩大向四周散去。 于是苏东坡指着这一圈圈的波纹对秦少游说： 「你知道什么是『波』吗？波乃水之皮也」。秦 少游说：「如果说『波』乃水之皮，那么『滑』 是不是水的骨头呢」？这么大的一位苏学士一时 被问的语塞。 暂且不论「波」是不是水的皮和「滑」是不 是水的骨头，在自然界确实存在着那么一种类似 于在液体表面受到扰动后形成的波，一般称之为 「面波」。这种波沿着与大气层接触的地表面滚 动着向四周传播，因此也称之为「地滚波」。
钟，也就是说，今年，大家额外多出了1秒
钟时间
有些小伙伴可能还记得2012年6月 份，科学家们也曾增加一秒钟的 “闰秒”，当时不少国外知名网站 陷入了临时服务中断状态。那么，
闰秒到底是怎么回事呢？现在，让
我们一起走近它。
• 世界时 • 地球自转周期的 天文观测为基准
• 原子时 • 后者则以稳定的 原子振荡周期来 确定“秒”的长 度
这种电磁波特征频率是不连续的， 这也就是人们所说的共振频率。同 一种原子的共振频率是一定的。因 此原子便用作一种节拍器来保持高 度精确的时间。
最早的原子钟之一
香港天文台的铯原子钟
铷原子钟
镱原子钟
•
应
用
①最初本是由物理学家创造出来用于 探索宇宙本质的 ②可用于调节卫星的精确轨道、外层 空间的航空和联接太空船等
λR=VR/fR H = λR / 2
H = VR/ 2fR
VRi x / ti
VRi 2 fi x / i
T t 2
（瑞利波的波速与频率无关 ，只与介质的弹性常数有关）
测量范围N △x内平均波速为：
VR
N x
t
i 1
N
i
VR 2 fi N x / i
小 结：
弛豫、重构、偏析
小 结：
弛豫、重构、偏析
目录 / contents
9.2.1 奇妙的原子钟 9.2.2 瑞利波
9.2.1奇妙的原子钟
国际地球自转学会近日表示，2015年将迎 来史上第26次闰秒，时间在6月30日午夜， 科学家们将再度给钟表额外增加1秒钟时间，
届时原子钟将会在Байду номын сангаас3点59分59秒后停留一秒
原子钟
•
原子钟是利用原子吸收或释放 能量时发出的电磁波来计时的。由 于这种电磁波非常稳定，再加上利 用一系列精密的仪器进行控制，原 子钟的计时就可以非常准确了。
原
•
理
原子是按照不同电子排列顺序的 能量差，来吸收或释放电磁能量的。 这里电磁能量是不连续的。当原子从 一个“能量态”跃迁至低的“能量态” 时，它便会释放电磁波。
1.应力波是应力和应变扰动的传
播形式。比如，当炸药在土岩石介 质中爆炸时，其冲击压力以波动形 式向四外传播，就是一种应力波。 当应力与应变呈线性关系时，介质 中传播的是弹性波。 2.瑞利波是一种弹性波，质点在垂直于 传播方向的平面内运动。在表层附近,质 点的运动轨迹为一个椭圆。地滚波是瑞利 波中一种特殊波，它沿着地表传播，其特 征是低速，低频和强振幅。
表示基底材料 晶体的化学符 号
p和q分别为表面实际 的二维晶格基矢 as1=pa1，as2=pa2
输入文本
形成表面晶格 吸附物质的化 学符号。
Ni 001 2
2 45 S
Ni 001 C 2 2 S
9.1.4低能电子衍射
低能电子衍射简称LEED,是一种用
b1=2π（a2×n）/A b2=2π（n×a1）/A A=|a1×a2|为二维元格面积 n是垂直于二维平面的单位矢量但无量纲
例如：Cu
a1 2e1
1 3 a 2 2a 2 e1 2 e2
2 2 1 3 b1 (a 2 e3) ( e2 e1) A a 2 2
图2.1.4
弛豫表面示意图
（2）重构
重构是指表面原子层在水平方向上的周期性不同于 体内，但垂直方向的层间距则与体内相同。
as
a
图2.1.6
重构表面示意图
d0
d0
A.金属表面重构的类型
a.位移型重构
位移型重构并不减少表面的原子数，但显著 地改变表面原子的排列方式。通常，位移型重构 发生在共价键晶体或有较强共价成分的混合键晶 体中。
2. 清洁表面
清洁表面是指不存在任何吸附、催化反 应、杂质扩散等物理化学效应的表面。这种 清洁表面的化学组成与体内相同，但周期结 构可以不同于体内。 由于表面排列突然发生中断，表面原子 受力(化学键)情况发生变化，总效应是增大 体系的自由能。
(1)弛豫
由于固相的三维周期性在固体表面处突然中断， 表面上原子产生的相对于正常位置的上、下位移， 称为表面弛豫。
固体的表面和界面
9.1表面原子结构
9.1.1表面二维晶格 9.1.2二维倒格子 9.1.3伍德符号 9.1.4低能电子辐射 9.1.5弛豫、重构和偏析
9.1表面原子结构
1
表面原子进入新的平 衡位置 表面原子处于一种非对 称环境
2
3
形成独特的依附于块体材 料二维结构
9.1.1表面二维晶格
二维原胞又称 为元格。元格是 一个平行四边形， 其相应两条边线 对应的矢量为a1 和a2就是二维点 阵的基矢
b.缺列型重构
表面周期性的缺失原子列形成的重 构。具有面心立方结构的Ir、Pt、 Au等晶体，它们的（110）表面每隔一列 原子失去一列原子，形成（1×2）重构现 象。
B.硅（111）-7×7重构
• 半导体的化学键具有高度的方向性， 产生某个表面必然要切断原来穿过该晶面 的化学键，使它们变成悬挂键，为尽可能 减少表面悬挂键的数目，半导体表面会发 生重构。
（3）偏
析
不论表面进行多么严格的清洁处理，总 有一些杂质由体内偏析到表面上来，从而使 固体表面组成与体内不同，称为表面偏析。 在表面某一组分可能偏富，也可能偏贫。
图2.1.8
偏析表面示意图
3. 实际表面
在材料实际应用过程中，材料表面是要经 过一定加工处理 (切割、研磨、抛光等 ) ，材料又 在大气环境 ( 也可能在低真空或高温 ) 下使用。材 料可能是单晶、多晶、非晶体。这类材料的表面 称为实际表面。 实际表面中主要关心的是 nm-μm级范围内原 子排列所形成的表面的结构特征，包括材料表面 的微结构(组织)、化学成分、形貌、不同形态(形 状)材料表面的特点。
偏析或分凝是指合金表面组分与块
体不一样的现象，在表面可能某一组
分偏富，也可能偏贫。例如含铬的不
锈钢表面铬组分偏富，金属镍含有微
量铜也富集于表面。
一.固体材料与气体的界面
1. 理想表面 2. 清洁表面
偏离三维周期性结构
（1）台阶表面
（2）弛豫表面 （3）重构表面 （4）吸附表面 （5）偏析表面
表面组分与材料内部不同
命 名
同时兼有纵
波位移和横
由 瑞 利于 1887
年首先指出其
存在而得名
特 点 实 质
波位移的混
合型波 一种常见的界面 弹性波，是沿半无
限弹性介质自由表
面传播的偏振波
宏观运动
质点运动轨迹
当瑞利波垂直自 由表面向下传播 时，最多只能传 播到一个波长的 深度，其中的大 部分能量都集中 在1/2波长的深度 范围之内。
3. 实际表面
1. 理想表面
这是一种理论上结构完整的二维点阵平面，
忽略了晶体内部周期性势场在晶体表面中断的影
响，忽略了表面原子的热运动、热扩散和热缺陷
等，忽略了外界对表面的物理化学作用等。这种 理想表面作为半无限的晶体，体内的原子的位置 及其结构的周期性，与原来无限的晶体完全一样。
图2.1.1
理想表面结构示意图
2 2 b2 (e3 a1) A a 2 e2 3
9.1.3伍德符号
用来描述实际晶体表面的二维结构，
这种描述的前提是假定表面原子与块
体中原子处于相同点阵中不同的格点
9.1.3 伍 德 符 号
表示该表面所在 晶面的米勒指数
as1与a1之间的夹 角
R ( h k l ） p × q -α - D
表面弹性波能量百分比
7%
纵波
横波
26%
瑞利波
67%
瑞利波的应用：
瑞利波的频散：
瑞利面波的传播速度随频率变化而改变。
地表所测的面波速度看作是某一深度内的 平均速度。 • 目前对于瑞利波的应用主要还是利用它 在层状介质中的频散特性，来探测地质构 造。 人们利用观察到的频散现象，来区别 和划分地层。
应用原理
小 结：
①伍德符号的书 写
②LEED的测试方法 以及其与其他探测 方法的比较
9.1.5弛豫、重构和偏析
由于固体表面上原子配位数减少，所以 处于表面上的原子缺少相邻的原子，会失去
三维结构状态下原子之间作用力的平衡。这
样，那些处于表面上的原子，必然要发生驰
豫，以寻求新的平衡位置，因而会发生重构
以降低表面的能量。
低能量电子束测定晶体表面原子结构、
研究单晶表面层原子排列的实验技术。
发 展
如今，LEED成为表面实验研究的标准手段。
70年代开始，对表面结构进行研究。
50年代，人们开始研究气体在单晶表面的吸附现象。
30年代后，人们开始了低能电子衍射方面的研究
1921年 Davisson 和Germer研究了电子束在单晶表面的散射现象。
地滚波携带着巨大的能量，因此在地震发 生时给地面建筑物造成极大程度破坏的就 是这种地滚波。英国物理学家瑞利研究发 现在半空间(上部接触大气层的地表面)存 在着一种类似于在液体表面上形成的波。 这种波是由自由界面半空间内传播的纵波 与横波相互选加形成的一种特殊的振动， 振动的方向是以逆时针方向转动，呈椭圆 轨迹传播，此椭圆水平轴与垂直轴之比为 2/3。人们为了纪念这位物理学家就把这种 波定名为「瑞利面波」，简称「瑞利波」。
原子时
· 由原子钟导出的时间叫原子时，简称 AT。以物质的原子内部发射的电磁振 荡频率为基准的时间计量系统 。
原子时秒：铯原子基态的两个超精细能 级间在零磁场下跃迁辐射9192631770 周所持续的时间。
电磁振荡
在电路中，电荷和电流以及与之相 联系的电场和磁场周期性地变化，同时 相应的电场能和磁场能在储能元件中不 断转换的现象。
i 1
N
在同一测点测量出一系列频率fi的VRi值，就可以得 到一条VR—f曲线，即所谓的频散曲线或转换为H -
V
R
曲线
实物装置
多探 道测 瞬原 态理 法示 瑞意 利图 波
施 工 布 置 示 意 图
原 始 波 形
滤 波 后 的 波 形
曲线显 示在 8.16m、 19.2m和 36m有构 造存在。 掘进结果 证明，8m 和20m处 为松散破 碎带， 36m处是 一条断层。
低能电子衍射测量步骤
①把单一低能量的(E=5ev~500ev)电子束，
以接近于垂直的方向投射到具有完整晶格结构
的晶体清洁表面上 ②一部分电子以相干散射的形式反射到 真空中，形成的衍射束
③衍射束进入可移动的接收器，再进行
强度测量，或者再被加速至荧光屏，
给出可观察的衍射图像。
低能衍射基本装置
低能电子衍射实验装置图
让X射线通过晶体,通过计算便能提供晶 体内原子排布的信息。
TiO2薄膜的XRD图谱
STM原理：
利用探针以及一维遂穿效应和微扰原理 对表面形貌分析。
SEM原理：
用一束极细的电子束扫描样品，图像为立 体形象。显示微形貌、孔隙大小、晶界和团 聚程度等。
AFM原理：
由显微探针受力的大小就可以直接换算出 样品表面的高度，从而获得样品表面形貌的信 息。无法精确测定表面二维结构的有关参数。
表面原子结构具 有二维的双周期 性，需要不共线 的两个独立矢量 来表示它的周期 性。二维布拉维 点阵，又称二维 二维点阵中任一格点的格矢： T=n1a1+n2a2 布拉维格子。
9.1.2二维倒格子
二维倒格子就是由二维倒格矢
Kh=h1b1+h2b2形成的倒格点的阵列。
ai与bj满足ai·bj=2πδij（i，j=1、2）
基本结构图：衍射电子可用两种不同的接收器来探测， 一种用法拉第接收器，另一种用屏幕显示。
LEED的基本用途
1 2
表面结晶学及微观结构；
表面相鉴定吸附、偏析、结构重组； 表面动态过程的分析长大动力 学、热振动； 确定表面原子位置。
3
4
探测物质结构的方法对比：
LEED AFM
XRD
STM
SEM
XRD原理：
③它最实际的应用之一是GPS。精确 的定位必须有非常精确的定时作保证。
闰秒
不闰秒
小 结：
闰秒及其成因
9.2.2 瑞利波
瑞利波的故事
有一次大文学家苏东坡和妹夫秦少游在湖边 散步，随手捡起了一块小石子儿扔进平静的湖水 之中，水中激起一朵小小的浪花，随后形成一道 道的圆形的波纹，一圈圈地不断扩大向四周散去。 于是苏东坡指着这一圈圈的波纹对秦少游说： 「你知道什么是『波』吗？波乃水之皮也」。秦 少游说：「如果说『波』乃水之皮，那么『滑』 是不是水的骨头呢」？这么大的一位苏学士一时 被问的语塞。 暂且不论「波」是不是水的皮和「滑」是不 是水的骨头，在自然界确实存在着那么一种类似 于在液体表面受到扰动后形成的波，一般称之为 「面波」。这种波沿着与大气层接触的地表面滚 动着向四周传播，因此也称之为「地滚波」。
钟，也就是说，今年，大家额外多出了1秒
钟时间
有些小伙伴可能还记得2012年6月 份，科学家们也曾增加一秒钟的 “闰秒”，当时不少国外知名网站 陷入了临时服务中断状态。那么，
闰秒到底是怎么回事呢？现在，让
我们一起走近它。
• 世界时 • 地球自转周期的 天文观测为基准
• 原子时 • 后者则以稳定的 原子振荡周期来 确定“秒”的长 度
这种电磁波特征频率是不连续的， 这也就是人们所说的共振频率。同 一种原子的共振频率是一定的。因 此原子便用作一种节拍器来保持高 度精确的时间。
最早的原子钟之一
香港天文台的铯原子钟
铷原子钟
镱原子钟
•
应
用
①最初本是由物理学家创造出来用于 探索宇宙本质的 ②可用于调节卫星的精确轨道、外层 空间的航空和联接太空船等
λR=VR/fR H = λR / 2
H = VR/ 2fR
VRi x / ti
VRi 2 fi x / i
T t 2
（瑞利波的波速与频率无关 ，只与介质的弹性常数有关）
测量范围N △x内平均波速为：
VR
N x
t
i 1
N
i
VR 2 fi N x / i
小 结：
弛豫、重构、偏析
小 结：
弛豫、重构、偏析
目录 / contents
9.2.1 奇妙的原子钟 9.2.2 瑞利波
9.2.1奇妙的原子钟
国际地球自转学会近日表示，2015年将迎 来史上第26次闰秒，时间在6月30日午夜， 科学家们将再度给钟表额外增加1秒钟时间，
届时原子钟将会在Байду номын сангаас3点59分59秒后停留一秒
原子钟
•
原子钟是利用原子吸收或释放 能量时发出的电磁波来计时的。由 于这种电磁波非常稳定，再加上利 用一系列精密的仪器进行控制，原 子钟的计时就可以非常准确了。
原
•
理
原子是按照不同电子排列顺序的 能量差，来吸收或释放电磁能量的。 这里电磁能量是不连续的。当原子从 一个“能量态”跃迁至低的“能量态” 时，它便会释放电磁波。
1.应力波是应力和应变扰动的传
播形式。比如，当炸药在土岩石介 质中爆炸时，其冲击压力以波动形 式向四外传播，就是一种应力波。 当应力与应变呈线性关系时，介质 中传播的是弹性波。 2.瑞利波是一种弹性波，质点在垂直于 传播方向的平面内运动。在表层附近,质 点的运动轨迹为一个椭圆。地滚波是瑞利 波中一种特殊波，它沿着地表传播，其特 征是低速，低频和强振幅。
表示基底材料 晶体的化学符 号
p和q分别为表面实际 的二维晶格基矢 as1=pa1，as2=pa2
输入文本
形成表面晶格 吸附物质的化 学符号。
Ni 001 2
2 45 S
Ni 001 C 2 2 S
9.1.4低能电子衍射
低能电子衍射简称LEED,是一种用
b1=2π（a2×n）/A b2=2π（n×a1）/A A=|a1×a2|为二维元格面积 n是垂直于二维平面的单位矢量但无量纲
例如：Cu
a1 2e1
1 3 a 2 2a 2 e1 2 e2
2 2 1 3 b1 (a 2 e3) ( e2 e1) A a 2 2
图2.1.4
弛豫表面示意图
（2）重构
重构是指表面原子层在水平方向上的周期性不同于 体内，但垂直方向的层间距则与体内相同。
as
a
图2.1.6
重构表面示意图
d0
d0
A.金属表面重构的类型
a.位移型重构
位移型重构并不减少表面的原子数，但显著 地改变表面原子的排列方式。通常，位移型重构 发生在共价键晶体或有较强共价成分的混合键晶 体中。
2. 清洁表面
清洁表面是指不存在任何吸附、催化反 应、杂质扩散等物理化学效应的表面。这种 清洁表面的化学组成与体内相同，但周期结 构可以不同于体内。 由于表面排列突然发生中断，表面原子 受力(化学键)情况发生变化，总效应是增大 体系的自由能。
(1)弛豫
由于固相的三维周期性在固体表面处突然中断， 表面上原子产生的相对于正常位置的上、下位移， 称为表面弛豫。