中科院固體表面物理化學(xué)-期末考試總結(jié)

中科院固體表面物理化學(xué)-期末考試總結(jié)表界面的分類：氣-液；氣-固；液-液；液-固；固-固表面濃度分散度表面形貌非均勻性原因：由于固體表面原子的組成、排列、振動狀態(tài)和體相原子的不同，由于懸掛鍵導(dǎo)致的化學(xué)性質(zhì)活潑，以及周期性的勢場中斷導(dǎo)致的表面電子狀態(tài)差異，固體表面形成很多導(dǎo)致表面形貌非均勻性的元素。位錯密度表面粗糙度：原矢米勒指數(shù)（millerindex）晶面間距dhkl晶體類型：體心立方，面心立方，簡單立法表面原子最近鄰數(shù)100110111Fcc879Bcc464Sc543Wood記號和矩陣表示表面自由能減小表面能的方法表面原子重排機(jī)理1：表面弛豫作用2：表面相轉(zhuǎn)變3：吸附對純凈底物表面結(jié)構(gòu)的影響層間距的變化；重組的表面結(jié)構(gòu)的變化；吸附原子可以誘導(dǎo)表面重組內(nèi)外表面內(nèi)表面：多孔或多層材料，孔內(nèi)或?qū)娱g的表面比表面積：單位質(zhì)量材料的表面積；用BET方法測量固體表面性質(zhì)簡介固體表面的性質(zhì)結(jié)構(gòu)特征：不同的位置有不同的性質(zhì)表面運動：氣體分子表面撞擊速度QUOTER=P/2蟺mkT1/2R=P/表面擴(kuò)散系數(shù)（愛因斯坦方程）：QUOTED=x2/2tD=外延生長原子的運動流程：a沉積/吸附在平臺上-deposition；b沉積在原子島上；c平臺上擴(kuò)散-diffusion；d脫附-desorption；e成核-nucleation；f交互擴(kuò)散-interdifusion；g粘附在平臺上-attachment；h從平臺上脫離-detachment；i：粘附在臺階上化學(xué)性質(zhì)：表面濃度依賴于氣體分子撞擊速度R相界面（Gibbs界面）表面熱力學(xué)函數(shù)其他類推：S，G，Gs比表面自由能與溫度的關(guān)系QUOTE;QUOTE;VanderWaalsandGuggenheimEquation:QUOTEWhere:Tc為臨界溫度；QUOTE為0Kし的表面張力；固體表面能的理論估算金屬表面張力估算；偏析作用來自晶體或固溶體中的雜質(zhì)或溶質(zhì)在界面聚集的現(xiàn)象表面偏析公式：QUOTE正規(guī)溶液參數(shù)QUOTE擴(kuò)散擴(kuò)散：由熱運動引起雜質(zhì)原子、基質(zhì)原子或缺陷輸運的過程原因：原子或離子分布不均勻，存在濃度梯度，產(chǎn)生定向擴(kuò)散擴(kuò)散機(jī)理：間隙擴(kuò)散，空位擴(kuò)散，環(huán)形擴(kuò)散表面擴(kuò)散靠吸附原子或平臺空位的運動實現(xiàn)。一維隨機(jī)行走理論：表面原子通過擴(kuò)散進(jìn)行遷移，原子運動方向移動，每次跳躍距離等長d，將原子加以標(biāo)記，溫度T下，凈距離為x，有Einstein方程QUOTEx2=2Dtx2=2Dt吸附的基本過程1：反應(yīng)物擴(kuò)散到活性表面；2一個或者多個反應(yīng)物吸附在表面上；3表面反應(yīng)；4產(chǎn)品從表面脫附；5產(chǎn)品從表面擴(kuò)散出去吸附動力學(xué)QUOTERads=k'pxRads=kQUOTERads=Aexp-EaRT*PQUOTERads=S*FRads=S*F;QUOTE;QUOTES=f胃exp-EaRTS=f胃expS粘著幾率；F入射分子流；QUOTEf胃f胃表面覆蓋率函數(shù)吸附方式物理吸附：VanderWaalsForce；電荷密度輕度分布化學(xué)吸附：化學(xué)鍵，電子密度重排，完全離子鍵，完全共價鍵幾種元素的化學(xué)吸附氫氣（H2）：沒有與基地原子相互作用的電子；分子-氫過渡金屬復(fù)合物氫原子（H）：氫原子與基地原子獨立相互作用鹵素（F2,Cl2,Br2,etc）：以離解的方式給出鹵素原子的吸附；與金屬形成強(qiáng)的離子鍵氧氣（O2）：在金屬表面以分子形式吸附，氧分子作為QUOTE給體，金屬作為QUOTE受體氧原子（O）：占據(jù)最高有效配體位置；強(qiáng)的相互作用導(dǎo)致表面的扭曲或者重組！離解氧吸附是不可逆過程；加熱可以導(dǎo)致化合物的擴(kuò)散或者形成氮氣（N2）：低強(qiáng)度M-N鍵，ゆ很難破壞的NN三鍵一氧化碳（CO）：①活化表面：解離，分別形成氧化物へ碳氧化合物；②d區(qū)金屬：弱的M-CO分子鍵，加熱脫附；③過渡金屬：對溫度へ表面結(jié)構(gòu)敏感氨氣（NH3）：不飽和碳?xì)浠衔铮夯瘜W(xué)吸附氣體的排列規(guī)則1：緊密堆積：盡可能形成最小單胞2：轉(zhuǎn)動對稱性ゆ基地相同3：類似體相單胞矢量：單層（基地）；多層（本體）化學(xué)吸附層表面結(jié)構(gòu)分類：1：在頂上化學(xué)吸附：停留在表面，不擴(kuò)散到體相內(nèi)部2：共吸附表面結(jié)構(gòu)：吸附強(qiáng)度相近的兩種氣體同時吸附3：重組的表面結(jié)構(gòu)：表面原子重排，し體相的化學(xué)反應(yīng)の前驅(qū)4：無定形表面結(jié)構(gòu)：有序結(jié)構(gòu)の形成擴(kuò)散過程5：三維結(jié)構(gòu)：擴(kuò)散到體相內(nèi)部の表面吸附脫附過程1：氣相產(chǎn)物或者其他表面物質(zhì)的分解；2：表面化合物の反應(yīng)后者擴(kuò)散；3：脫附到氣相中脫附動力學(xué)QUOTERdes=kNxRdes=kNx;其中x為動力學(xué)級數(shù)(單分子或者原子脫附x=1；聯(lián)合分子脫附x=2)QUOTEkdes=Aexp-EadesRTkdes=Aexp-EaQUOTE;QUOTE表面滯留時間QUOTE平均時間：QUOTEQUOTE;QUOTE表面態(tài)表面局部的電子能級表面上附著電荷表明表面上存在著し電子局限于表面的量子態(tài)。表面態(tài)有兩種：一是固有的，二是外來物類或表面缺陷引起的固有表面態(tài)量子力學(xué)證明一個固體，即使是純凈的へ完整的晶體，在其表面上僅僅因為體相周期性被破壞，就將導(dǎo)致表面局部能級的出現(xiàn)。分為Shockley態(tài)へTamm態(tài)表面空間電荷效應(yīng)雙電層：正負(fù)電荷分開平行板電容器簡単さ定律：QUOTE;Q凈表面正電荷密度；QUOTE：介電常數(shù)；QUOTE真空絕對介電常數(shù)空間電荷雙電層：Schottky模型（假定靠近表面的空間電荷し不動的，并且在整個空間電荷區(qū)ゆ距離無關(guān)）強(qiáng)氧化還原物類吸附引起的空間電荷效應(yīng)積累層：強(qiáng)還原劑吸附在n型半導(dǎo)體上或者強(qiáng)氧化劑吸附在p型半導(dǎo)體上，基體內(nèi)主要載流子由吸附劑注入使之在表面空間電荷層內(nèi)累積反型層：強(qiáng)氧化劑吸附在n型半導(dǎo)體上或者強(qiáng)還原劑吸附在p型半導(dǎo)體上，基體內(nèi)主要載流子注入吸附劑中，在表面空間電荷層出現(xiàn)ゆ基體相反的導(dǎo)電性。能帶彎曲現(xiàn)代表面分析技術(shù)概況及應(yīng)用表面檢測幾何結(jié)構(gòu)的檢測：原子重排，吸附位置，鍵角，鍵長化學(xué)成份的檢測：元素及其深度理化性能的檢測：氧化態(tài)，化學(xué)、電子及機(jī)械性能測量技術(shù)要求1：區(qū)分表面和體相，表面靈敏的；2：靈敏度非常高；3測量無污染表面，超真空；4必須有信號載體；5：樣品表面可控信號載體的探針包括：電子，離子，光子，中性粒子，熱，電場，磁場電子ゆ固體表面的相互作用電子平均自由程（QUOTE）電子ゆ晶體中的原子核產(chǎn)生兩次連續(xù)碰撞之間所走過的平均路程。計算式：對于純元素：QUOTE;a單原子層厚度，Eい費米能級為零點的電子能量對于無機(jī)化合物：QUOTE對于有機(jī)化合物：QUOTE；mg/m2電子作為探束的表面分析方法低能電子衍射（LEED）；反射式高能電子衍射（RHEED）；俄歇電子能譜（AES）；電子能量損失譜（EELS）；投射電子顯微鏡（TEM）；掃描電子顯微鏡（SEM）離子ゆ固體表面的相互作用的作用過程：散射，注入，濺射，再釋，表面損傷，光發(fā)射，電子發(fā)射，電離與中和，表面化學(xué)反應(yīng)，表面熱效應(yīng)從真空端觀察到的各種粒子的發(fā)射現(xiàn)象1：散射的初級離子：能量分布和角分布反應(yīng)表面原子的成分じ排列—離子散射譜2：中性原子、原子團(tuán)、分子じ正/負(fù)離子：進(jìn)行質(zhì)譜、能譜分析得到表面成分分析-次級離子質(zhì)譜3：電子：クィ能量分布給出有關(guān)離子轟擊、中和、次級離子發(fā)射過程じ表面原子電子態(tài)信息-離子激發(fā)表面電子譜；4：X射線じ光發(fā)射：表面化學(xué)成分じ化學(xué)態(tài)信息-離子誘導(dǎo)光譜從靶上觀察到的變化1：表面じ進(jìn)表層的原子、原子團(tuán)分子い中性粒子或離子的形式溢出：發(fā)射區(qū)（10A），溢出深度2：初級離子注入じ表層原子的反彈注入；注入?yún)^(qū)，注入深度（離子入射角），溝道效應(yīng)3：晶格結(jié)構(gòu)擾動，晶格擾動波及區(qū)，產(chǎn)生缺陷ゆ位錯4：表面化學(xué)反應(yīng)離子作為探束的表面分析方法離子散射譜（ISS）；次級離子質(zhì)譜（SIMS）；盧瑟福背散射譜（RBS）；離子激發(fā)X射線譜（IEXS）；離子中和譜（INS）特點：離子重，動量大：可出于不同的激發(fā)態(tài)；靜電場じ接觸電位差位能作用；可以表面發(fā)生化學(xué)反應(yīng)；可得到最表層信息，很高檢測靈敏度，豐富的表面信息缺點：表面受到損傷，破壞性分析，表面態(tài)不斷發(fā)生變化，定量難，作用過程復(fù)雜，識譜難，基體效應(yīng)（一種成分存在影響另一成分的刺激離子產(chǎn)額）光電效應(yīng)：當(dāng)光子能量全部交個一個電子，使其脫離原子而運動康普頓效應(yīng)：光子ゆ電子產(chǎn)生碰撞，將一部分能量交給電子而散射，碰撞射出的電子成為康普頓電子。光子ゆ表面作用有：光發(fā)射/散射，光吸收，光衍射，光激發(fā)產(chǎn)生光電子，光誘導(dǎo)表面分子脫附へ反應(yīng)光子作為探束的表面分析方法光助場發(fā)射；閾值光電子譜；能帶結(jié)構(gòu)じ價電子能譜；紫外光子電子譜（UPS）；X射線光電子譜（XPS）同步輻射光源的特點1：從紅外到硬X射線的連續(xù)光譜，可用單色器分光；2：光源穩(wěn)定而強(qiáng)大：試驗時間縮短，信噪比提高；3：主要し偏振光：光躍遷選律じ角分辨光電子能譜；4：高度準(zhǔn)直性中心粒子：中心粒子碰撞誘導(dǎo)輻射（SCANIIR）；分子束散射（MBS）肖特基效應(yīng)：外加電場可以減低能壘，有助于電子發(fā)射場致電子發(fā)射：在強(qiáng)電場（107-108V/cm）作用下，因存在量子力學(xué)的隧道效應(yīng)，在固體不加熱的情況下也能出現(xiàn)顯著的電子冷發(fā)射。熱場致發(fā)射：在溫度不為零的情況下產(chǎn)生的場致發(fā)射電子。電場作為探束的表面分析方法：場電子顯微鏡（FEM）；場離子顯微鏡（FIM）；原子探針場離子顯微鏡（APFIM）；掃描隧道顯微鏡（STM）電場探束分析特點：1：為獲得強(qiáng)場樣品做成針尖形；2點投射顯微鏡，具有105-107倍方法效應(yīng)；3結(jié)構(gòu)簡單；4分辨率高：FEM25A，F(xiàn)IM原子級。缺點：樣品制備復(fù)雜，強(qiáng)場存在，表面強(qiáng)場存在分類按探測粒子或發(fā)射粒子分類：電子ぷ，光譜，粒子ぷ，光電子ぷ按用途分類：組分分析，結(jié)構(gòu)分析，電子態(tài)分析，原子態(tài)分析俄歇電子能譜俄歇過程俄歇電子在低原子(Z<15)的無輻射內(nèi)部重排發(fā)射出來，其步驟為：1：入射電子撞擊原子離子化，發(fā)射出內(nèi)部電子離開芯能級；2：高能電子掉入芯能級；3：第二步中產(chǎn)生的能量激發(fā)了另一個電子，一般來自于同一殼層俄歇電子標(biāo)記K系列俄歇躍遷：同一空穴可以產(chǎn)生不同俄歇躍遷，當(dāng)初始空穴在K能級時，就出現(xiàn)K系列躍遷，如KLL，KLM，KMN俄歇群：同一主殼層標(biāo)記的次殼層不同的俄歇躍遷，如KL1L1，KL1L2，KL1L3，KL2L3C-K（Coster-Kronig）躍遷：初始空穴和填充電子處于同一主殼層的不同次殼層，如LLM，MMN，特點：躍遷速度非常快超C-K躍遷：三個能級處于同一主殼層；如：LLL，MMM一般：Z<15:KLL;Z:16~41,LMM;Z>42,MNN能量分析器：用來測量從樣品中發(fā)射出來的電子的能量分布，分辨率=QUOTE柱偏轉(zhuǎn)分析器（127°-CDA）;半球形分析器（CHA/SDA）；平面鏡分析器（PMA）；銅鏡分析器（CMA）檢測器：通道式電子倍增管；打拿極式倍增管能量分布涉及4個電子：原始入射電子（P），激發(fā)的二次電子（s），躍遷電子(t)，俄歇電子背景分析Auger電子的特征能量計算能量守恒原理：QUOTEEZXY=EZZ經(jīng)驗公式：實際計算公式：電離截面是指原子被入射粒子電離產(chǎn)生空穴的幾率。平均逃逸深度へ平均自由程定性分析總結(jié)：對照，比較，再選取，確定定量分析標(biāo)樣法：I=kN靈敏因子分析法：靈敏因子：在給定的試驗條件下，各種元素的特征俄歇躍遷在經(jīng)歷了樣品內(nèi)部各過程后，俄歇電子溢出表面的幾率在靈敏因子相互獨立へ儀器因子相同し：不同元素的相對濃度（原子百分比）：化學(xué)位移：俄歇電子能量的位移AES應(yīng)用：1：表面成分分析；2：化學(xué)環(huán)境分析；3：深度剖析；4：界面分析；5：金屬薄膜生長模式分析；6：微區(qū)成像分析光電子能譜一些總結(jié)電子結(jié)合能：QUOTE;依次表示電子真空動能，入射光子能量，電子結(jié)合能QUOTE，表面勢壘/儀器功函數(shù)X光激發(fā)內(nèi)層電子；紫外光激發(fā)價層電子；俄歇電子檢測的し內(nèi)層二次電子X射線最主要的缺陷在于它的線寬較寬，達(dá)到0.8eV，單色化的Al-Kaだ0.4eV數(shù)據(jù)分析：分析能量位置，峰強(qiáng)度，峰形狀定性分析由譜圖中的光電子芯能級峰的結(jié)合能確定。同AES，采用元素指紋鑒定分析芯能級化學(xué)位移原子因處于化學(xué)環(huán)境不同而同引起芯能級電子結(jié)合能發(fā)生改變定量分析均一體系，元素A的給定能級的強(qiáng)度：QUOTE靈敏度因子法：QUOTE濃度：QUOTE表面吸附：QUOTE光電子能譜的伴峰結(jié)構(gòu)1：弛豫效應(yīng)：し光電子譜峰向低結(jié)合能一側(cè)移動，分為兩部分：①原子內(nèi)項（單獨原子內(nèi)部電子的重新調(diào)整）；②原子外項（ゆ被電離原子相關(guān)的其他原子的電子結(jié)構(gòu)調(diào)整）。2：多重分裂：當(dāng)原子或自由離子的價殼層擁有未配對自旋電子，即當(dāng)體系初始總角動量J不為零，則光致電離所形成的內(nèi)殼層空位將與價軌道未配對自旋電子發(fā)生耦合，使體系出現(xiàn)不止一個終態(tài)。相應(yīng)于每個終態(tài)，在XPS譜圖上有一條譜線，這便是多重分裂的含義。QUOTE分裂譜線所對應(yīng)的能量間距反應(yīng)譜線的分裂程度；從課件示例譜圖中看出隨著l的增大，分裂程度減小。多電子激發(fā)攜上伴峰(shake-up)：如果一個電子被激發(fā)到更高的束縛態(tài)，譜圖中くぃ相應(yīng)的伴峰；此過程導(dǎo)致更高的結(jié)合能攜出伴峰(shake-off)：假如激發(fā)發(fā)生在自由連續(xù)態(tài)中，形成一個芯能級へ價帶均有空穴的雙電離原子；導(dǎo)致更高的結(jié)合能Take-offangle：小角度的發(fā)射角可以提高表面的靈敏度掃描探針顯微鏡：STM&AFM原理：掃描隧道顯微鏡へ原子力顯微鏡掃描隧道顯微鏡STM量子隧穿效應(yīng)為其原理；QUOTE兩種模式：恒流模式，恒高模式功函數(shù)不同，一般選用純物質(zhì)樣品壓電陶瓷控制移動：QUOTE；（分別為電壓，壓電元件長度，厚度，壓電元件常數(shù)）；電流前置放大器；反饋電路：模擬式へ數(shù)字式振動隔離：啟動系統(tǒng)へ懸掛彈簧針尖獲得：電化學(xué)腐蝕，針尖處理：電場/撞擊銳化STM-IETS：scanningtunnelingmicroscopy-inelasticelectricaltunnelingspectroscopy原子力顯微鏡AFM模式：接觸式：恒力模式へ恒高模式；QUOTEF=-kxF=-kx；壓電材料定位，激光測量彎曲輕敲式：懸臂上下擺動敲擊樣品表面非接觸式：表面非常小力（~10-12N），針尖-表面距離10-100A；適合于軟物質(zhì)或者彈性表面；無污染，無損壞，針尖壽命長針尖：微懸臂橫向力顯微鏡：探針斜側(cè)掃描；反應(yīng)樣品的精細(xì)結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)相位成像：適用于輕巧模式；可以確定高分子混合物的兩相結(jié)構(gòu)；確定在高度成像中不能反應(yīng)的表面污染提升模式成像：掃描兩次：一次測量拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)；另一次測量材料性質(zhì)；消除了相的交叉污染磁力顯微鏡：原子顯微鏡針尖上涂磁性材料；1し非接觸模式（<100A）拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，2し遠(yuǎn)程非接觸模式（>100A）磁場STM優(yōu)缺點：優(yōu)點：1真實空間圖像；很好的側(cè)向（<1A）へ垂直向（<0.1A）分辨率；3可以獲得表面單胞尺寸へ對稱性或者電子結(jié)構(gòu)；4能夠直接反應(yīng)分子軌道；5能夠確定一些光譜信息；6足夠快允許一些動力學(xué)信息；7能夠激發(fā)和探測電子激發(fā)化學(xué)反應(yīng)缺點：1復(fù)雜并且昂貴；2受噪音的影響；3圖像在針尖和表面電子結(jié)構(gòu)之間回旋卷曲；4：針尖難以制備；5在導(dǎo)體上工作AFM優(yōu)缺點優(yōu)點：1樣品不受導(dǎo)電性限制，可用于生物物質(zhì)，有機(jī)物或高分子；2：儀器びSTM簡單；3商業(yè)化的針尖和微懸臂；4提供真實拓?fù)鋱D像；5測定其他物理性質(zhì)，如疏水性、磁性、靜電性、摩擦力和彈性模量；5非接觸模式對軟物質(zhì)或者易碎物質(zhì)產(chǎn)生最小的損壞。缺點：1對噪音和振動敏感；2：水的存在可能扭曲圖像；3接觸模式損壞表面；4：同STM，針尖形貌回旋在圖像上；5chemicallyblind電子顯微鏡：TEM&SEM電鏡分析信息獲得：拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，形貌，組成，晶體學(xué)信息放大信息：QUOTEM=MOMIMP襯度：衍射襯度和散射襯度散射襯度（明場）QUOTE；N0-Avogadro常數(shù)；QUOTE蟽蟽-散射截面面積；ZA-原子量；t-厚度；QUOTE蟻蟻-密度衍射襯度（暗場）QUOTE;QUOTE；L相機(jī)長度，R衍射斑點離中心的距離TEM主要性能指標(biāo)分辨率（點分辨率：兩點之間的距離；線分辨率：最小的晶面間距），放大倍數(shù)，加速電壓，景深和焦深TEM樣品制備樣品條件：1很?。?：能夠承受高能電子和高真空粉末樣品：銅網(wǎng)（直徑2-3mm；100nm厚）上支持膜，樣品高分散直接薄膜樣品：真空蒸發(fā)法；溶液凝固法；離子轟擊減薄法；超薄切片法；金屬薄片制備法復(fù)型技術(shù)：表面顯微組織浮雕復(fù)型SEM襯度分析形貌襯度；成分襯度；電位襯度——探測粒子：二次電子形貌襯度；成分襯度；晶體襯度——探測粒子：背散射電子QUOTE;QUOTESEM指標(biāo)分辨率；放大倍數(shù)；景深SEM樣品制備1樣品在真空中穩(wěn)定，不能有水分，表面污染，斷口或截面，磁性樣品；樣品座直徑3-5nm或30-50nm；高度5-10mm2：塊狀樣品：導(dǎo)電材料，非導(dǎo)電或者導(dǎo)電性很差的材料需要鍍膜處理3：粉末樣品：鍍上導(dǎo)電膜4：鍍膜方法：真空鍍膜，離子濺射鍍膜（惰性氣體氬，5*10-2Torr）常用顯微鏡對比常用顯微鏡對比光學(xué)顯微鏡SEMSPM樣品操作環(huán)境空氣，液體，真空真空空氣，液體，真空景深小大中焦深中大小X，Y向的分辨率1um5nm2-10nm對AFM，1A對STMz向上的分辨率0.05nm方法倍數(shù)1-2*10^310-10^65*10^2-10^8需要的樣品量小少量到微量少量或者不需要樣品特征不能對所用波長的光完全透明樣品不能聚集電荷并且承受真空樣品在高度方向上不能有大于10um的原位變化其他技術(shù)低能電子衍射（LEED）倒易晶格（必考）：r:樣品到熒光屏的長度，Edward球的半徑為QUOTE零點位置不變；入射電子能量越高，波長越短，結(jié)果熒光屏晶格距離越短；同時表面晶體晶格越長，倒易點陣的晶格距離越短，最后的熒光屏晶格越短。反射式高能電子衍射（RHEED）QUOTE;QUOTE;QUOTE同樣利用Edward球，可以看出：入射電子能量越高，波長越短，距離越小，點越密集；樣品晶體點陣距離越小，d越小，S越大。紅外吸收反射光譜（IRAS/RAIRS）InfraredAdsorption-ReflectionSpectroscopy紅外光譜：吸收峰位置形狀—結(jié)構(gòu)信息；吸收峰強(qiáng)度—含量信息；？立體構(gòu)型—化學(xué)鍵強(qiáng)度and熱力學(xué)函數(shù)光譜產(chǎn)生條件：紅外光譜總結(jié)：透射紅外光譜（TIRS）：紅外透過的樣品，支持金屬催化劑，樣品高表面積漫反射紅外光譜（DRIFTS:DiffuseReflectanceIRS）：TIRS中不能透射的樣品，高表面積紅外吸收反射光譜（RAIRS）：高反射性樣品，低表面積，正前方檢測反射光子多重內(nèi)反射紅外光譜（MIR）：也是衰減全反射紅外光譜（ATR:attenuatedtotalreflection）吸收函數(shù)：A：吸收；QUOTE蔚蔚:吸收系數(shù)分辨率：2-4cm-1QUOTE從上面可以看出：質(zhì)量越大，吸收頻率越高，波數(shù)越大，譜圖上越靠左*分子在固體表面的覆蓋度越大，分子的振動頻率越大紅外不能檢測600cm-1以下的峰優(yōu)點：1高分辨性；2儀器設(shè)備簡単さ；3不僅限于超高真空（UHV），可在大氣じ高壓下進(jìn)行使用；4理論成熟；掃描速度快（30s-10min）缺點：1靈敏度低于HREELS；2紅外不能檢測600cm-1以下的峰；3表面法線方向有偶極矩分量的振動模式是活性的（表面選擇定則）；4背景差譜表面增加拉曼光譜（SERS:surfaceenhancedramanspectroscopy）拉曼效應(yīng)—非彈性散射兩種理論：經(jīng)典理論和量子理論經(jīng)典理論：入射光的電磁場與分子的相互作用；下面三項依次為瑞利，反斯托克斯，斯P量子理論：（應(yīng)該不會考，不用管它了）拉曼光譜類型：1：共振拉曼光譜（RRS）；2傅里葉變換拉曼光譜（FTRS）；紫外拉曼光譜（UVRS）；4表面增強(qiáng)拉曼光譜（SERS）增強(qiáng)的兩個機(jī)理：1電磁場效應(yīng)（~104）：金屬表面局域電場增強(qiáng)QUOTE；2化學(xué)效應(yīng)（10-100）：金屬表面與吸附分子形成電荷轉(zhuǎn)移復(fù)合物離子散射譜（ISS）散射示意圖推測表面原子的質(zhì)量：溝道效應(yīng)當(dāng)帶電粒子以小角度射入單晶中的一行行原子時，若粒子軌跡被限于原子的行和面之間，可使粒子射程比隨機(jī)方向射入時顯著增加，具有異常的穿透作用。當(dāng)注入離子沿著基材的晶向注入時，則注入離子可能與晶格原子發(fā)生較少的碰撞而進(jìn)入離表面較深的位置陰影效應(yīng)由于樣品表面吸附凹凸不平使檢測強(qiáng)度變化二次離子質(zhì)譜（SIMS）離子濺射：表面清潔；深度剖析；成分分析原理示意圖類型：動態(tài)次級離子質(zhì)譜；靜態(tài)次級離子質(zhì)譜比較濺射閾能：使樣品表面出現(xiàn)濺射時初級離子的臨界能量離子濺射產(chǎn)額：一個初級離子從表面濺射出來的離子的數(shù)量QUOTES=NsNiS=NsNi；其中定量分析：高分辨電子能量損失譜（HREELS）原理：QUOTE；Ei入射電子能量；Es反射電子能量；QUOTE蠅蠅表面振動頻率半峰寬看出入射電子的能力分布電子束在表面發(fā)射非彈性散射：1激發(fā)晶格振動或吸附分子振動能級躍遷（~meV）；2激發(fā)等離子體激發(fā)或價帶電子躍遷（1-10eV）；激發(fā)芯能級電子躍遷（1000eV）散射：偶極散射（表面選擇規(guī)則）；碰撞散射；負(fù)離子共振散射真空的獲得與測量真空：充有低于大氣壓壓強(qiáng)的氣體的給定空間，即分子密度小于QUOTE。真空單位：QUOTE1atm=760Torr=1bar=105Pa1atm=760Torr=1bar=105Pa與QUOTE1Torr=1.33mbar=133Pa1Torr=1.33mbar=133Pa真空劃分：分子密度：單位容積內(nèi)的平均分子數(shù)n平均自由程：一個分子在其所處的環(huán)境中與其他分子發(fā)生兩次連續(xù)碰撞之間所走的平均距離QUOTE位位單分子層形成時間：一個新解離的表面被單分子厚度