材料表面科學(xué)（第2版）

第1章 引論
1.1 材料表面
1.1.1 表面的定義
1.1.2 材料表面的基本特性
1.2 技術(shù)學(xué)科群中的材料表面
1.2.1 經(jīng)典熱電離發(fā)射
1.2.2 化學(xué)工業(yè)中催化材料表面
1.2.3 信息學(xué)科中的半導(dǎo)體表面
1.2.4 薄膜材料表面與界面
1.2.5 機械學(xué)科中的摩擦表面
1.2.6 能源和環(huán)境中的材料表面
1.3 本書主題內(nèi)容
1.3.1 材料表面特性的研究主題
1.3.2 材料表面問題實驗研究方法簡評
1.4 材料表面科學(xué)的形成與發(fā)展
1.4.1 Langmuir的貢獻
1.4.2 材料表面科學(xué)形成的背景
1.4.3 材料表面科學(xué)未來的發(fā)展空間
參考文獻
第2章 材料表面原子遷移擴散
2.1 材料表面穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)和原子遷移擴散
2.1.1 概述
2.1.2 理想表面
2.1.3 重構(gòu)表面
2.1.4 表面偏析
2.2 表面缺陷及擴散機制
2.2.1 表面缺陷與TLK模型
2.2.2 表面原子擴散機制
2.2.3 隨機行走模型實驗證明
2.2.4 W（110）晶面3d金屬表面集合擴散SAM分析
2.3 原子遷移與擴散推動力
2.3.1 經(jīng)典濃差擴散
2.3.2 表面電遷移
2.3.3 電遷移過程中的界面交換反應(yīng)
參考文獻
第3章 材料表面電子結(jié)構(gòu)
3.1 概述
3.1.1 從原子軌道分裂能級到固體能帶
3.1.2 三維晶體電子結(jié)構(gòu)和Bloch波函數(shù)
3.1.3 Tamm對表面電子結(jié)構(gòu)的理論證明
3.1.4 表面態(tài)的定性理解
3.1.5 費米能EF及費米分布函數(shù)F（E）
3.1.6 狀態(tài)密度
3.2 金屬表面電子結(jié)構(gòu)的特點
3.2.1 表面附近電荷密度分布
3.2.2 逸出功
3.3 半導(dǎo)體表面電子結(jié)構(gòu)
3.3.1 表面附近的電子能級關(guān)系
3.3.2 費米能和逸出功
3.3.3 費米能級的動態(tài)變化及釘扎
3.3.4 空間電荷層
3.4 金屬氧化物表面電子結(jié)構(gòu)
3.4.1 過渡金屬前金屬化合物
3.4.2 過渡金屬后金屬化合物
3.4.3 過渡金屬氧化物表面電子結(jié)構(gòu)
參考文獻
第4章 表面原子幾何結(jié)構(gòu)及其測定——二維結(jié)晶學(xué)及低能電子衍射
4.1 二維結(jié)晶學(xué)
4.1.1 理想晶面
4.1.2 二維結(jié)晶學(xué)研究內(nèi)容
4.1.3 二維Bravais格子
4.1.4 四個晶系
4.1.5 二維（表面）結(jié)構(gòu)表示
4.1.6 臺階表面結(jié)構(gòu)表示
4.2 二維倒易點陣
4.2.1 基本概念
4.2.2 正、倒格子的幾何關(guān)系
4.2.3 實空間和倒易空間Bravais格子
4.3 表面結(jié)構(gòu)測定
4.3.1 低能電子衍射
4.3.2 衍射方程
4.3.3 Eward球
4.3.4 正、倒格子相互表示
4.3.5 吸附層結(jié)構(gòu)測定實例
4.3.6 吸附層原子幾何結(jié)構(gòu)
4.3.7 孤立的吸附原子或分子
4.3.8 LEED衍射圖的實用價值
4.4 衍射電子束強度測量和LEED定量分析
4.4.1 I-V曲線
4.4.2 實驗技術(shù)
4.4.3 計算程序
4.4.4 LEED定量分析應(yīng)用及限制
參考文獻
第5章 表面化學(xué)元素組成的測定——俄歇電子譜
5.1 引言
5.1.1 電子束與固體表面相互作用，俄歇效應(yīng)
5.1.2 俄歇電子譜儀的形成
5.1.3 俄歇譜的特點
5.1.4 俄歇電子譜儀的發(fā)展
5.2 俄歇電子譜工作原理
5.2.1 俄歇躍遷及俄歇電子發(fā)射
5.2.2 兩種退激發(fā)機制
5.2.3 俄歇躍遷命名及分類
5.2.4 俄歇電子產(chǎn)額
5.3 俄歇電子動能及元素定性分析
5.3.1 理論計算
5.3.2 經(jīng)驗表達式
5.3.3 AES定性分析
5.4 AES定量分析及有關(guān)參數(shù)
5.4.1 電離截面
5.4.2 非彈性散射及AES分析深度
5.4.3 逃逸深度及相關(guān)概念
5.4.4 AL和IMFP的定量計算
5.4.5 背散射電子的影響
5.4.6 俄歇靈敏度因子及定量分析
5.5 俄歇電子譜儀的工作模式及其信息內(nèi)容
5.5.1 掃描俄歇微探針
5.5.2 一般測定模式
5.5.3 點分析
5.5.4 線掃描
5.5.5 俄歇圖
5.5.6 深度剖析
5.6 俄歇化學(xué)位移及線形分析
5.6.1 AES譜峰能量位移
5.6.2 俄歇線形分析
參考文獻
第6章 表面元素組成及其化學(xué)態(tài)表征——X射線光電子譜
6.1 概述
6.2 X射線光電子譜儀及其發(fā)展
6.2.1 X射線源
6.2.2 能量分析器
6.2.3 檢測器
6.2.4 能量基準(zhǔn)
6.2.5 荷電效應(yīng)
6.2.6 成像XPS
6.3 X射線光電子譜基本原理
6.3.1 電子的能級特性和光電發(fā)射定律
6.3.2 光電子發(fā)射過程中的相互作用
6.3.3 構(gòu)成XPS譜的基本物理因素
6.4 初態(tài)效應(yīng)和化學(xué)位移
6.4.1 化學(xué)位移
6.4.2 不均勻本底XPS譜峰展寬
6.4.3 化學(xué)位移的復(fù)雜性
6.5 終態(tài)效應(yīng)及其伴峰
6.5.1 終態(tài)效應(yīng)的起源
6.5.2 多重分裂
6.5.3 震激與震離
6.5.4 等離子激元和能量損失譜
6.5.5 俄歇伴峰及XAES信息價值
6.6 AD-XPS表面分析技術(shù)
6.6.1 AD-XPS工作原理
6.6.2 AD-XPS深度剖析，最大熵法
6.6.3 AD-XPS技術(shù)與薄膜厚度測量
6.7 XPS價帶譜
6.7.1 金屬氧化物電子結(jié)構(gòu)
6.7.2 聚合物XPS價帶譜
6.8 XPS定量分析及相關(guān)問題
6.8.1 定量分析基本方程
6.8.2 相對靈敏度因子法
6.8.3 背底扣除和強度測定
6.9 譜峰擬合及峰形分析
參考文獻
第7章 材料表面分子結(jié)構(gòu)表征——靜態(tài)次級離子質(zhì)譜
7.1 離子束和固體表面作用概述
7.2 濺射過程及其產(chǎn)額
7.2.1 SIMS基本方程
7.2.2 純元素固體的濺射過程
7.2.3 化合物中串級碰撞
7.2.4 濺射粒子的電離及基體效應(yīng)
7.2.5 分子材料次級離子的形成機制
7.2.6 濺射原子和分子電離過程補充說明
7.3 靜態(tài)次級離子質(zhì)譜
7.3.1 SSIMS的特點
7.3.2 靜態(tài)和動態(tài)次級離子質(zhì)譜對比
7.4 ToF-SIMS譜儀
7.4.1 儀器結(jié)構(gòu)
7.4.2 ToF-SIMS離子源
7.4.3 ToF-SIMS質(zhì)量分析器
7.4.4 電荷補償
7.4.5 ToF-SIMS成像
7.4.6 激光后電離ToF-SIMS
7.5 ToF-SIMS信息內(nèi)容
7.5.1 元素識別
7.5.2 硅片表面污染物檢測
7.5.3 聚合物和有機膜表面分析
7.5.4 無機化合物分析
7.5.5 深度剖析
7.5.6 成像分析
7.6 SSIMS定量分析
7.6.1 相對靈敏度因子法
7.6.2 聚合物表面定量表征
參考文獻
第8章 材料表面氣體吸附與反應(yīng)
8.1 金屬表面氣體吸附與反應(yīng)
8.1.1 概述
8.1.2 從單晶表面到實用催化劑
8.1.3 負(fù)載模型催化劑
8.1.4 金屬表面CO化學(xué)吸附
8.1.5 表面改性對CO化學(xué)吸附的影響
8.1.6 CO化學(xué)吸附位置及XPS分析
8.1.7 不等價原子吸附時化學(xué)位移
8.1.8 分子取向及吸附誘導(dǎo)化學(xué)位移
8.2 強金屬載體相互作用
8.3 負(fù)載原子簇物理化學(xué)特性
8.3.1 引言
8.3.2 負(fù)載銠（Rh）原子簇CO解離
8.3.3 負(fù)載金（Au）原子簇的催化活性
8.3.4 負(fù)載金屬原子簇的電子結(jié)構(gòu)
8.4 化學(xué)傳感材料表面氣體吸附
8.4.1 氣敏化學(xué)傳感器的工作原理
8.4.2 納米SnO2薄膜結(jié)構(gòu)特征
參考文獻
第9章 異質(zhì)薄膜材料界面
9.1 異質(zhì)薄膜材料界面的主要論題
9.2 金屬-半導(dǎo)體接觸界面
9.2.1 鏡像力作用
9.2.2 Schottky接觸有效勢壘高度
9.2.3 Schottky接觸界面橫向不均勻性
9.2.4 金屬誘導(dǎo)帶隙態(tài)（MIGS）和電負(fù)性
9.2.5 溫度.壓力對勢壘高度的影響
9.3 異質(zhì)界面擴散反應(yīng)動力學(xué)
9.3.1 異質(zhì)界面擴散反應(yīng)研究的難點
9.3.2 Ti/Si界面擴散反應(yīng)動力學(xué)
9.4 納米級埋藏界面化學(xué)結(jié)構(gòu)表征
9.4.1 SiO2/Si界面化學(xué)結(jié)構(gòu)
9.4.2 10nmNON薄膜結(jié)構(gòu)
9.4.3 計算機硬盤表面化學(xué)結(jié)構(gòu)分析
9.4.4 埋藏界面結(jié)構(gòu)缺陷及污染物分析
9.5 有機光電子材料和器件中的界面問題
9.5.1 幾個基本概念
9.5.2 界面電子結(jié)構(gòu)表征
9.5.3 OLED有機物-金屬界面
9.5.4 PLED聚合物-金屬界面
9.5.5 陽極界面物理和化學(xué)問題
9.6 生物有機材料界面
參考文獻
第10章 運動狀態(tài)下的接觸界面——摩擦過程界面物理化學(xué)
10.1 概述
10.2 接觸表面形態(tài)和磨損機制
10.2.1 金屬磨損表面形態(tài)
10.2.2 陶瓷磨損表面形態(tài)特征
10.2.3 聚合物磨損表面形態(tài)特征
10.3 固體潤滑界面結(jié)構(gòu)
10.3.1 固體潤滑材料
10.3.2 固體潤滑涂層的狀態(tài)變化
10.3.3 固體潤滑膜的化學(xué)結(jié)構(gòu)
10.3.4 混合潤滑劑中的固體潤滑劑
10.4 摩擦界面化學(xué)
10.4.1 摩擦表面上反應(yīng)物的激活方式
10.4.2 ZDDP摩擦反應(yīng)
10.4.3 ZDDP摩擦反應(yīng)膜結(jié)構(gòu)表征
10.4.4 ZDDP摩擦膜化學(xué)結(jié)構(gòu)細(xì)析
10.4.5 極壓狀態(tài)下的接觸界面
10.5 納米材料和器件摩擦化學(xué)特點
10.5.1 體系特征
10.5.2 保護層材料特性及摩擦化學(xué)分析
10.5.3 納米潤滑、耐磨涂層分子設(shè)計
10.5.4 自組裝單層潤滑膜
10.6 生物體內(nèi)的動態(tài)接觸界面
參考文獻