{{Předmět|Fyzika povrchů|doc. RNDr. Jiří Pavluch, CSc.|NEVF129}}

## Obecné informace k předmětu ##

* [Stránky předmětu na SISu](http://is.cuni.cz/studium/predmety/index.php?do=predmet&kod=NEVF129) 

## 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 $\psi = A e^{i \vec{k} \cdot \vec{r}} $, energie $ E = \frac{\hbar^2 k^2}{2m} $

*Elektron v dokonalém nekonečném krystalu: *Blochova vlna, téměř rovinná:

<center>$\psi = A u_k(\vec r)e^{i \vec k \cdot \vec r}$</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:Předměty)

[Category:Fyzika](Category:Fyzika)