Struktura povrchů a tenkých vrstev

Sylabus

FPL011 A. Struktura povrchů Význam studia povrchů, povrchová relaxace a rekonstrukce, dvojrozměrné Bravaisovy mříže, Woodovo značení, maticové značení, nerovinné povrchy (schody a fazety), povrchové struktury, difrakce na povrchu (dvojrozměrné mříži), Ewaldova konstrukce, popis difrakčních svazků. B. Metody studia struktury povrchů a tenkých vrstev Metody přípravy čistých povrchů pro experimenty.

1. Difrakce elektronů a pozitronů. LEED - základní charakteristiky a princip, experimentální uspořádání, rozptyl elektronů krystalem; mnohonásobný rozptyl, poruchy na povrchu, schody, fázové přechody. Teplotní efekty a dynamika povrchů (Debyeův-Wallerův faktor, anizotropie). MEED, RHEED a LEPD - principy a užití.

2. Rozptyl atomů a iontů. Difrakce atomů -interakce atomů s povrchem, experimentální zařízení, aplikace (rozdělení nábojové hustoty, chemisorpce vodíku, rekonstrukce, povrchy izolantů, nesouměřitelné vrstvy). Rozptyl iontů (ISS) - LEIS, MEIS, HEIS (RBS) (princip, intenzita píků, studium výchylek atomů, rekonstruovaný a relaxovaný povrch, adsorbáty, čisté povrchy, rozhraní, epitaxe, povrchové tání).

3. Spektroskopické metody. - UPS, XPS, AES; strukturní informace. - SEXAFS a NEXAFS (princip metod, možnost studia lokální struktury na neuspořádaných látkách, studium vazeb a orientací adsorbovaných; molekul, koordinační čísla; atomová a molekulová chemisorpce, struktura rozhraní pevná látka-vrstva).

4. Některé další metody (ESDIAD, TSD, HREELS, ...).

5. Mikroskopie povrchů. - FEM (princip, tunelový jev, experimentální zařízení, rozlišení, užití) - FIM (princip, přístroj, rozlišení, obrazy atomů a poruch) - STM, AFM a další varianty (objev a vývoj, princip, režimy měření, rozlišení, experimentální výsledky) - HRTEM (základní odlišnosti od konvenční TEM)

6. Rozptyl rentgenového záření. Dvoj- a trojkrystalová difraktometrie (základy difrakce v dokonalých krystalech epitaxní vrstvy - pnutí, složení, hloubkové profily). Metody tečného dopadu - glancing angle (totální odraz, amorfní velmi tenké vrstvy na povrchu, implantované vrstvy, povrchy), GID (grazing incidence diffraction). Metoda stojatých vln (sekundární jevy při absorpci rtg záření, registrace fotoelektronů, fotoemise, fluorescence, Comptonův a teplotní difúzní rozptyl). Studium polykrystalických vrstev - strukturní zvláštnosti tenkých vrstev, mechanické vlastnosti, konvenční prášková difraktometrie (fázová analýza, mřížové parametry, textury, mikrodeformace, velikosti krystalitů), měření zbytkových napětí. Difrakce při nízkých úhlech. Příklady, nitridové vrstvy.

Anotace

Krystalografie povrchů. Přehled metod; difrakce pomalých elektronů a rtg záření, rozptyl iontů a atomů, mikroskopické metody.

Rtg strukturní analýza tenkých polykrystalických a monokrystalických vrstev. Pro 1. a 2. nmgr.