{{Předmět|Fyzika povrchů|doc. RNDr. Jiří Pavluch, CSc.|NEVF129}}
== Obecné informace k předmětu ==
* [http://is.cuni.cz/studium/predmety/index.php?do=predmet&kod=NEVF129 Stránky předmětu na SISu]
== Zápisy z přednášek ==
''9. 10. 2008''
=== Definice povrchu: ===
není univerzální, závisí na aplikaci.
* Někdy několik Å, někdy i několik μm.
* závisí na skupenství látky
** pro kapaliny – hustota látky v objemu klesne na hustotu nasycených par – pokles – přechod – spojitý – povrch je uprostřed poklesu (viz. ks obr. 1.1)
zpravidla „poslední atomová rovina”. Narušení je ale dávno před tím.
dva pojmy
* povrch
* okraj – nevhodný překlad slova selvedge: liší se uspořádáním či složením
=== Geometrická struktura povrchu ===
''Ideální povrch:'' dokonalá, bez příměsí (méně než 1 % ?) čisté – prakticky problém, monokrystalický
získání vhodného povrchu: potřeba dobře definovaný – musíme vědět co čekat.
vpravíme do UHV
* špinavý povrch – očistíme, tepelné čištění, iontový bombard (defekty po bombardu zlepšíme tepelným ohřátím – mřížka relaxuje, ale pak zase nečistoty z objemu)
* špinavý povrch vpravíme do UHV – odstraníme: lámání, štípáníčistý povrch vytvoříme, napařování, naprašován,
''Reálný monokrystalický povrch:'' poloha roviny asymetrická, nečistoty i poruchy různé Defekty v uspořádání atomů – rekonstrukce (změna uspořádání) – relaxace (změna mezirovinných vzdáleností) Znaménko relaxace může být různé pro různé povrchy i pro různé roviny u jednoho povrchu.
''Typy vazeb v pevných látkách'':
* Van der Waalsovy – atomy se vážou jako celek – výměnné síly – přitažlivé působení časově proměnných dipólu atomů. Např. Ar, CO<sub>2</sub>, krystalizace za nízkých teplot
* kovová – plyn e<sup>-P</sup> mezi atomovými zbytky Wignerovy-Seitzovy buňky vyhlazeny na povrchu
** krystalické struktury kovů
příklad znaménka relaxace -u Fe závisí na
* hrubosti (jak dobře řízneme podél roviny) povrchu. Vysoká čísla rovin – vysoká hrubost velké % relaxace
* vzdálenosti od povrchu (ks. obr. 1.3.)
''rekonstrukce ''kovů nejsou tak časté, ale často vyvolané
Př. W c(2x2). Závisí i na tom, čím byla rekonstrukce indukována
* kovalentní vazba – vazby silné, společné orbity – směrované. Čistě kovalentní vazba je u látek pouze u látek z jednoho typu atomů – homeopolární látky. U různých prvků není vazba ryze kovalentní. Těžiště e<sup>-</sup> se posunuje k prvku s větší elektronegativitě.
látky se čtyřmi vazbami mají př. diamantovou, sfaleritovou apod stavbu.
* inotová – když už je rozdíl elektronegativit velký (není přesně určeno – zvyk). Iontová vazba převládá nad kovalentní. e<sup>-</sup> jsou vázány silně, látka izolant. Stejně atomů jednoho typu a druhého (jako NaCl). Na povrchu se atomy nemohou obklopovat atomy => snižování volné povrchové energie – ''fazety''.
* molekulární – kvalitativní rozdíl – stavební prvky nyní celé molekuly Wan der Waalsovy síly okrajovými atomy, nebo elektricky – polární látky
''Amorfní a polykrystalické látky'' – lokálně krystalické, popis je obdobný jako u krystalů, ale perioda struktury se zvolí obrovská
== Elektronová struktura povrchu ==
=== Elektronová struktura v objemu (opakování) ===
''Volný elektron ''– rovinná vlna. vlnový vektor reálný <math>\psi = A e^{i \vec{k} \cdot \vec{r}} </math>, energie <math> E = \frac{\hbar^2 k^2}{2m} </math>
''Elektron v dokonalém nekonečném krystalu: ''Blochova vlna, téměř rovinná:
<center><math>\psi = A u_k(\vec r)e^{i \vec k \cdot \vec r}</math></center>
''u<sub>k</sub> ''je periodické s mříží. Spektrum energií se rozpadá na pásy. V pásu je spojitá. Pokud ''k'' vyhovuje řešení tak i ''n''2π ''+ k'' je taky v pořádku
''Elektron v dokonalém konečném krystalu (L<sub>x</sub>, L<sub>y</sub>, L<sub>z</sub>):'' Blochové vlny platí. Ale ještě pořešit rozměry. Nejlepší cyklické okrajové podmínky. Energetické spektrum se rozpadne na diskrétní hladiny. Počet je roven počtu atomů tvořící krystal – slušné přiblížení: stále pásové kvazispojité. (viz. ks obr. 1.7.) Kroning-Penny – pravoúhlé bariery místo reálného homolovitého tvaru potenciálu. Řešení ks s. 13.
Pro tunelování e<sup>-</sup> barierami mezi jednotlivými atomy je důležitá plocha bariéry (''V<sub>+</sub> -E)b – ''míra vazby k jednotlivému atomu.
[[Category:Předměty]]
[[Category:Fyzika]]
