Твёрдые тела Скачать
презентацию
<<  Плавление твёрдых тел Твёрдые тела  >>
Сорбционные процессы
Сорбционные процессы
Зависимость энергии притяжения
Зависимость энергии притяжения
Среднее время жизни адатома
Среднее время жизни адатома
Потенциальный рельеф
Потенциальный рельеф
Концентрация адатомов
Концентрация адатомов
Энергия десорбции
Энергия десорбции
Поверхностные фазы
Поверхностные фазы
Состав поверхностных фаз
Состав поверхностных фаз
Покрытие адсорбата
Покрытие адсорбата
Система обозначений
Система обозначений
Li / W (211)
Li / W (211)
5
5
Покрытия атомов
Покрытия атомов
Закономерности формирования комбинации
Закономерности формирования комбинации
Пустые кружки
Пустые кружки
Изображение пар
Изображение пар
Крупномасштабное СТМ
Крупномасштабное СТМ
Фазовая диаграмма
Фазовая диаграмма
Схематическая иллюстрация
Схематическая иллюстрация
Изображение
Изображение
Фазовая диаграмма для молекул
Фазовая диаграмма для молекул
Фазовая диаграмма для атомов
Фазовая диаграмма для атомов
Фазовая диаграмма системы
Фазовая диаграмма системы
Картины атомной релаксации
Картины атомной релаксации
Слайды из презентации «Сорбционные процессы» к уроку физики на тему «Твёрдые тела»

Автор: Podkovirov. Чтобы увеличить слайд, нажмите на его эскиз. Чтобы использовать презентацию на уроке, скачайте файл «Сорбционные процессы.ppt» бесплатно в zip-архиве размером 1869 КБ.

Скачать презентацию

Сорбционные процессы

содержание презентации «Сорбционные процессы.ppt»
СлайдТекст
1 Сорбционные процессы

Сорбционные процессы

Лекция 4.

Тема: Сорбционные процессы (4 часа) - Реальная поверхность твёрдого тела и её взаимодействие с газовыми средами. Адсорбция и десорбция. - Поверхностные фазы в субмонослойных системах адсорбат/подложка. - Состав поверхностных фаз. Покрытие адсорбата. Покрытие атомов подложки - Фазовая диаграмма.

«Основы физики поверхности и тонких пленок»

Кафедра ВЭПТ

http://mdl.lcg.tpu.ru

1

2 Зависимость энергии притяжения

Зависимость энергии притяжения

E(r) = eпр(r) + eот(r).

Рис.1. Зависимость энергии притяжения Eпр и отталкивания Eот, а также полной потенциальной энергии E падающих атомов (сплошная линия) от расстояния до поверхности. Здесь Ем – энергия адсорбции, r0 – расстояние минимума полной потенциальной энергии.

3 Среднее время жизни адатома

Среднее время жизни адатома

может быть описано выражением:

где ?0 – частота тепловых колебаний адатома в узле кристаллической решетки (?0 = 1012… 1014 Гц), ??m - энергия адсорбции.

4 Потенциальный рельеф

Потенциальный рельеф

Рис.2. Потенциальный рельеф поверхности (сплошная линия) и возможные положения адатомов. Еп – уровень энергии атомов на поверхности; ?Еg = Еg - Еп – энергия активации диффузии адатома на поверхности; ?Ем – энергия адсорбции; Ем – уровень энергии в вакууме; а – расстояние между атомами на поверхности.

5 Концентрация адатомов

Концентрация адатомов

при осаждении пропорциональна скорости осаждения (плотности потока атомов на поверхности) R:

6 Энергия десорбции

Энергия десорбции

Рис. 3. Один из простейших вариантов графика потенциальной энергии для случая хемосорбции на плоской поверхности. Заметим, что в случае хемосорбции энергия десорбции Ed больше, чем энергия адсорбции Еа. Потенциальные ямы содержат дискретные уровни энергии, которые соответствуют разрешенным состояниям адатома.

7 Поверхностные фазы

Поверхностные фазы

в субмонослойных системах адсорбат/подложка.

В зависимости от силы взаимодействия между адсорбатом и подложкой адсорбция подразделяется на - физосорбцию (слабое взаимодействие); - хемосорбцию (сильное взаимодействие). В качестве граничного значения принята энергия связи между адсорбатом и подложкой около 0,5 эВ на молекулу (или атом) (1эВ/молекула = 23,060 ккал/моль = 96,485 кДж /моль).

8 Состав поверхностных фаз

Состав поверхностных фаз

Рис. 4. Схематическая иллюстрация поверхностных фаз разного состава, а - поверхностные фазы, имеющие одинаковое покрытие атомов подложки (1,0 МС), но различные покрытия атомов адсорбата (1,0, 0,5 и 0,25 МС); б — поверхностные фазы с одинаковым покрытием атомов адсорбата (0,5 МС), но с различным покрытием атомов подложки (1,0, 0,5 и 0,25 МС). Атомы адсорбата показаны серыми кружками, атомы подложки белыми кружками.

9 Покрытие адсорбата

Покрытие адсорбата

Таблица 1. Покрытие адсорбата для некоторых поверхностных фаз со структурой.

10 Система обозначений

Система обозначений

Х(hkl)с(N?L)R?°-А.

Система обозначений Вуда:

Адсорбированный слой

Подложка

Отношения параметров поверхностной ячейки и ячейки подложки

Центрированная ячейка

Рис.. Структура поверхностной центрированной прямоугольной решетки Ni(110)c(2x2)-О, образуемой атомами кислорода, адсорбированными на поверхности никеля Ni(110). Здесь as и bs — основные векторы поверхностной решетки Ni; as’ = 2as и b's = 2bs - основные векторы поверхностной решетки, образуемой адатомами кислорода.

11 Li / W (211)

Li / W (211)

(1?7)

12 5

5

Рис. 5.

13 Покрытия атомов

Покрытия атомов

Таблица 2. Покрытия атомов адсорбата и подложки для некоторых поверхностных фаз.

14 Закономерности формирования комбинации

Закономерности формирования комбинации

«адсорбированный слой — подложка»:

Они стремятся образовать поверхностную структуру с наиболее плотной упаковкой атомов. Т. е. они растут так, что образуется наименьшая элементарная ячейка, допустимая размерами каждого адатома, а также взаимодействиями адатом-адатом и адатом-подложка. Они склонны образовывать упорядоченные структуры с той же вращательной симметрией, какой обладает и подложка. 3. Они имеют тенденцию образовывать упорядоченные структуры, размеры элементарной ячейки которых довольно просто связаны с размером элементарной ячейки подложки. Так, обычно наблю­дается структура (1 х 1), (2 х 2), с(2 х 2) или (3 х 3)-R30°.

15 Пустые кружки

Пустые кружки

Рис. 6. Два возможных варианта структуры поверхности Ni(100)c(2 х 2)-О. Атомы (или ионы) кислорода — пустые кружки, атомы (или ионы) никеля — заштрихованные кружки. (а) Поверхность реконструирована. (б) Классический адсорбированный слой без какой-либо реконструкции.

16 Изображение пар

Изображение пар

Рис. 7. a — СТМ изображение пар «ямка-островок» доменов поверхностной фазы Si(lll)v/3xv/3-Ag, формирующихся на поверхности Si(111)7x7. «Ямки» фазы v^xy^-Ag выглядят как темные области, «островки» V^xy^-Ag как светлые области. б - Схематическая диаграмма структуры пары «ямка-островок». Атомы Ag показаны серыми кружками, атомы Si белыми кружками. в - Схематическая диаграмма, иллюстрирующая массоперенос Si при формировании пары «ямка-островок».

17 Крупномасштабное СТМ

Крупномасштабное СТМ

Рис. 8. а - Крупномасштабное СТМ изображение поверхности Si(lll)v/3xv/3-Ag, представляющую собой двухуровневую систему с разностью высот в один двойной слой Si(111). Более яркие участки соответствуют Ag верхнего уровня (и-л/З), а темные области соответствуют нижнего уровня (l-л/З). б - СТМ изображение высокого разрешения, показывающее, что на верхнем и нижнем уровнях наблюдается одна и та же структура v^xy^-Ag.

18 Фазовая диаграмма

Фазовая диаграмма

Рис. 9. Схематическая фазовая диаграмма. Различные траектории соответствуют: А - осаждению адсорбата при фиксированной температуре; В' и В - изохронному отжигу адсорбата, осажденного при пониженных температурах, (с и без десорбции адсорбата, соответственно); С - изотермической десорбции адсорбата

19 Схематическая иллюстрация

Схематическая иллюстрация

Рис. 10. Схематическая иллюстрация траектории А на рис. 6, показанная более детально. Стехиометрические покрытия адсорбата для Фазы 2 и Фазы 3 помечены как ?2 и ?3, соответственно. При увеличении покрытия адсорбата от ?2 до ?3 доля поверхности, занятой Фазой 2, уменьшается, а занятая Фазой 3 соответственно увеличивается. Граница на фазовой диаграмме соответствует покрытию адсорбата, когда обе фазы занимают примерно равные доли площади (то есть примерно по 50 %).

20 Изображение

Изображение

Рис. 11. СТМ изображение, показывающее сосуществование двух фаз: Si(lll)v/3xv/3-In (видна как однородно серая поверхность) и Si(lll)v/3Txv/3l-In (видна как яркие и темные области, соответствующие «ямкам» и «островкам»).

21 Фазовая диаграмма для молекул

Фазовая диаграмма для молекул

Рис. 12. а - Фазовая диаграмма для молекул Н2, физосорбированных на поверхности (0001) графита. б - Модель соразмерной фазы.

22 Фазовая диаграмма для атомов

Фазовая диаграмма для атомов

Рис. 13. а - Фазовая диаграмма для атомов Н, хемосорбированных на поверхности Fe(110). б - Схематическая диаграмма, иллюстрирующая структурные модели формирующихся фаз.

23 Фазовая диаграмма системы

Фазовая диаграмма системы

Рис. 14. Фазовая диаграмма системы In/Si(111) и СТМ изображения высокого разрешения поверхностных фаз In/Si(111). Элементарные ячейки обведены на СТМ изображениях сплошной линией.

24 Картины атомной релаксации

Картины атомной релаксации

Рис. 15. Картины атомной релаксации, возникающей вокруг атома, растворенного (а) в объеме и (б) на поверхности матрицы растворяющих атомов.

«Сорбционные процессы»
http://900igr.net/prezentatsii/fizika/Sorbtsionnye-protsessy/Sorbtsionnye-protsessy.html
cсылка на страницу
Урок

Физика

133 темы
Слайды
Презентация: Сорбционные процессы.ppt | Тема: Твёрдые тела | Урок: Физика | Вид: Слайды
900igr.net > Презентации по физике > Твёрдые тела > Сорбционные процессы.ppt