Строение поверхности |
Строение клетки | ||
<< Анатомо-гистологическое строение и функции периодонта в разные возрастные периоды | Биологическое значение белков по химии >> |
Автор: Alexey. Чтобы познакомиться с картинкой полного размера, нажмите на её эскиз. Чтобы можно было использовать все картинки для урока биологии, скачайте бесплатно презентацию «Строение поверхности.ppt» со всеми картинками в zip-архиве размером 651 КБ.
Сл | Текст | Сл | Текст |
1 | Модуль 2. Строение поверхности. Раздел | 17 | кристаллографической плоскости. Из-за |
1. Кристаллическая структура поверхности. | того, что атомы с одной стороны | ||
Раздел 2. Электронная структура | отсутствуют, характер межатомных сил на | ||
поверхности. Лекции по дисциплине «Основы | поверхности должен измениться. Оура К., | ||
анализа поверхности методами атомной | Лифшиц В.Г., Саранин А.А., Зотов А.В., | ||
физики» Профессор каф. общей физики ТПУ | Катаяма М. Введение в физику поверхности. | ||
Н.Н. Никитенков. | Москва: Наука, 2006,490 с. 17. | ||
2 | Решетка – параллельное, подобное узлам | 18 | 18. |
сетки расположение точек, причем около | 19 | Запись структуры поверхности Область | |
любой точки прочие точки распределены | твердого тела вблизи поверхности называют | ||
совершенно одинаково. Базис - группы | кромкой. Таким образом, «поверхность» | ||
атомов, связанные с узлами решетки, причем | представляется в виде подложки | ||
все группы идентичны по составу, | (трехмерно-периодическая структура объема) | ||
расположению и ориентации. Элементарная | и нескольких атомных слоев кромки. | ||
ячейка = узел решетки + базис | Реальная поверхность всегда содержат | ||
Кристаллическая структура = Решетка + | адсорбат. Для описания слоев поверхности | ||
Базис = =? элементарных ячеек. Идеальный | над кромкой используется понятие структура | ||
кристалл можно представлять себе как | адсорбата, подразумевающее наличие | ||
результат построения путем бесконечного | локализованного избытка посторонних | ||
числа повторений в пространстве | частиц, поступивших либо из внешней по | ||
элементарной ячейки. Модуль 2. Раздел 1. | отношению к твердому телу среды, либо из | ||
Тема 1. Основные понятия кристаллографии. | самого твердого тела в результате | ||
2. | диффузии. Для обозначения специфической | ||
3 | В силу идеальности и симметрии | структуры верхних атомных слоев | |
кристалла существуют такие три вектора a, | используется также термин суперструктура. | ||
b и с, называемых векторами элементарных | Кромка. 19. | ||
трансляций, что при рассмотрении атомной | 20 | Если поверхностные слои твердого тела | |
решетки из произвольной точки r решетка | представляют собой перестроенную кромку, | ||
имеет тот же вид, что и при рассмотрении | либо адсорбат, либо и то и другое, то | ||
из точки r': r' = r+n1а+ n2b+ n3c, где п1, | структура в таких слоях может быть | ||
п2, п3 – целые числа (0, ±1, ±2, …). | неупорядоченной или упорядоченной, но во | ||
Векторы элементарных трансляций называют | всех случаях когерентной с подложкой; либо | ||
основными, если две любые точки r и r', | упорядоченной, но некогерентной с | ||
при наблюдении из которых атомное | подложкой в случае, когда адсорбат имеет | ||
расположение имеет одинаковый вид, ясно | свою структуру Запись для описания | ||
что они всегда удовлетворяют соотношению | суперструктуры связывает ее двумерную | ||
при произвольном выборе чисел п1, п2, п3. | решетку с решеткой идеальной плоскости | ||
4 | Основные векторы трансляции a, b, с | подложки. Обычно это делается с помощью | |
выбирают в качестве ортов системы | одного из двух способов: Матричная запись | ||
координат, связанной с | или Парка и Маддена (Park, Madden) 2) | ||
кристаллографическими осями. | Запись Вуда. 20. | ||
Кристаллографические индексы – три целых | 21 | Матричная запись заключается в | |
числа, определяющих расположение в | определении матрицы, которая устанавливает | ||
пространстве граней и атомных плоскостей | связь между векторами примитивных | ||
кристалла (индексы Миллера), а также | трансляций поверхности a', b' и векторами | ||
направлений в кристалле и направлений его | примитивных трансляций идеальной плоскости | ||
рёбер (индексы Вейса) относительно | подложки a, b. a'=G11a + G12b, b'=G21a + | ||
кристаллографических осей. Элементарная | G22b, где Gij – четыре коэффициента, | ||
ячейка. Основные векторы трансляции. | образующих матрицу: Использую матрицу G, | ||
Двумерный случай. 4. | систему можно записать: 21. | ||
5 | Прямая ОА и параллельное ей ребро, | 22 | поскольку площадь элементарной ячейки |
определяемые индекса-ми Вейса p1, p2, p3 | подложки равна |а?b|, то детерминант (det | ||
(обознача-ются [p1,p2,p3] или [h,k,l]), | G) есть просто отношение площадей двух | ||
проходят из начала координат О в точку А, | рассматриваемых ячеек, что дает удобную | ||
определяемую вектором p1а+p2b+p3c, где a, | систему классификации типов поверхностных | ||
b, с – периоды решётки (орты). Плоскость | структур, состоящую в следующем: а) если | ||
Р, отсекающая на осях отрезки p1a, p2b, | det G – целое число, и все матричные | ||
p3c, имеет индексы Миллера h,k,l , | компоненты - целые числа: то две ячейки | ||
определяемые отношением це-лых величин, | связаны однозначно, причем ячейка | ||
обратных индек-сам p1, p2, p3, т. е. | адсорбата имеет ту же трансляционную | ||
h:k:l=(1/p1):(1/p2):(1/p3), которые | симметрию, что и вся поверхность; б) если | ||
обозначаются (h,k,l). Равенство нулю | det G – рациональная дробь (или det G – | ||
одного пли двух индексов Миллера | целое число, а некоторые матричные | ||
означа-ет, что плоскости параллельны одной | элементы – рациональные дроби): то две | ||
из кристаллографичес-ких осей. | ячейки связаны относительно. в) если det G | ||
6 | 6. | – иррациональное число: тогда две ячейки | |
7 | Двумерная кристаллическая структура | несоизмеримы, и истинная поверхностная | |
(2D) Для поверхности свойства, | ячейка не существует. Это означает, что | ||
определяемые симметрией кристалла, | подложка служит просто плоской | ||
двумерные, так как поверхность периодична | поверхностью, на которой адсорбат или | ||
только в двух направлениях. | кромка могут образовывать свою собственную | ||
Кристаллическая структура определяется | двумерную структуру. 22. | ||
аналогично 3D. Для описания решетки | 23 | Запись Вуда. Менее универсальная | |
поверхности достаточно двух векторов | Указывает: 1) соотношение длин векторов | ||
трансляций: r' = r+n1а+ n2b Параллелограмм | примитивных трансляций суперструктуры и | ||
со сторонами а и b называют элементарной | плоскости подложки и 2) угол на который | ||
ячейкой. Элементарную ячейку, имеющую | следует повернуть элементарную ячейку | ||
минимальную площадь, называют примитивной | поверхности, чтобы ее оси совместились с | ||
ячейкой. 7. | векторами примитивных трансляций подложки. | ||
8 | Существует и другой тип примитивной | если адсорбат А на поверхности {hkl} | |
ячейки. Это ячейка Вигнера-Зейтца, | материала Х образует структуру с базисными | ||
строится она следующим образом: соединить | векторами трансляции длиной |а?|=p|а| и | ||
произвольную точку решетки прямыми линиями | b?=q|b| и углом поворота элементарной | ||
со всеми соседними точками; через середины | ячейки ?. данная структура обозначается | ||
этих линий провести перпендикулярные линии | как: X{hkl}p?q – R ? – A или X{hkl}(p?q)R | ||
(в 3D случае провести плоскости); | ? – A. А – хим. символ адсорбата. | ||
ограниченная таким образом ячейка | Подложка. 23. | ||
минимальной площади (в 3D случае | 24 | Эти обозначения можно использовать | |
минимального объема) представляет собой | только тогда, когда углы поворота базисных | ||
примитивную ячейку Вигнера-Зейтца. 8. | векторов элементарных ячеек поверхности и | ||
9 | Все многообразие 2D-решеток | подложки одинаковы (равны по величине). | |
описывается пятью основными типами | Следовательно, такие обозначения пригодны | ||
решеток, называемых решетками Браве (в 3D | для систем, в которых ячейки поверхности и | ||
случае существует 14 решеток Браве). 5 | подложки имеют одну и ту же решетку Браве | ||
двумерных решеток Браве. Косоугольная | или в которых одна из решеток | ||
решетка: a?b, ? ? 90°, прямоугольная | прямоугольная, а другая квадратная. | ||
решетка: a?b, ? = 90°, прямоугольная | Примеры записи Вуда и матричной записи для | ||
центрированная решетка: a?b, ? = 90°, | некоторых суперрешеток на гексагональной | ||
квадратная решетка: a=b, ? = 90°, | двумерной решетке: узлы двумерной решетки | ||
гексагональная решетка: a=b, ? = 120°. | подложки показаны черными точками, узлы | ||
10 | Обратная двумерная решетка Концепция | решетки суперструктуры - белыми кружками. | |
обратной решетки играет ключевую роль для | Суперрешетка ?3??3-R30°: векторы | ||
структурного анализа с помощью | примитивных трансляций в ?3 раз длиннее | ||
дифракционных методов. Двумерная обратная | векторов примитивных трансляций подложки, | ||
решетка определяется как набор точек, | а угол поворота составляет 30°. В | ||
координаты которых даются векторами | матричной записи эта суперрешетка | ||
Ghk=ha*+kb* где h, k - целые числа (0, ±1, | описывается как. 24. | ||
±2, ...), а векторы примитивных трансляций | 25 | Примеры записи Вуда и матричной записи | |
а* и b* связаны с векторами примитивных | для некоторых суперрешеток на квадратной | ||
трансляций решетки в прямом (реальном) | двумерной решетке Когда элементарная | ||
пространстве соотношениями: где п - вектор | ячейка суперструктуры имеет тот же размер | ||
единичной длины, перпендикулярный | и ту же ориентацию, что и элементарная | ||
поверхности. 10. | ячейка подложки, то есть обе решетки | ||
11 | На основе соотношения можно легко | совпадают то такая суперструктура | |
выявить следующие свойства векторов а*, | описывается Если элементарная ячейка | ||
b*: 1) векторы а*, b* лежат в той же | суперструктуры в 3 раза длиннее ячейки | ||
плоскости поверхности, что и векторы а, b | подложки вдоль одной оси и имеет ту же | ||
в реальном пространстве; 2) вектор а* | длину вдоль другой оси, то запись для этой | ||
перпендикулярен вектору b; вектор b* | суперструктуры будет Аналогичный случай | ||
перпендикулярен вектору а. длины векторов | представляет собой суперрешетка 1?2 =. 25. | ||
а*, b* равны. В прямом пространстве | 26 | Модуль 2. Раздел 2. Электронная | |
векторы а, b имеют размерность длины | структура поверхности. Граница идеальной | ||
(например, нм), а векторы обратной решетки | кристаллической решетки сама по себе | ||
а*, b* имеют размерность обратной длины | служит источником особых состояний | ||
(1/нм). 11. | электрона, локализованных вблизи этой | ||
12 | Векторы основных трансляций и | границы. Такие поверхностные состояния, | |
элементарные ячейки двумерных решеток | называемые "таммовскими", | ||
Браве в прямом пространстве и | отщепляются от разрешенной области спектра | ||
соответствующих им обратных решеток. а – | и располагаются внутри запрещенной зоны. | ||
косоугольная решетка; б – прямоугольная | По своей природе они во многом похожи на | ||
решетка (квадратная – частный случай | обычные связанные состояния, изучаемые в | ||
прямоугольной); в – гексагональная; г – | рамках зонной модели т.т. С возникновением | ||
прямоугольная центрированная. 12. | понятия о поверхностных состояниях стало | ||
13 | Из рисунка видны две основные | ясно, что поверхность кристалла играет | |
закономерности: Каждая пара, включающая в | роль самостоятельной его двумерной | ||
себя прямую и соответствующую ей обратную | подсистемы, причем принадлежащие ей | ||
решетки, принадлежит к одному и тому же | электроны также движутся в периодическом | ||
типу решеток Браве (то есть, если прямая | двумерном поле. То есть часть электронов | ||
решетка гексагональная, то и обратная для | связана с поверхностью твердого тела, | ||
нее решетка тоже гексагональная; если | перемещаясь только вдоль нее. Стало | ||
прямая решетка прямоугольная | возможным говорить о таких смешанных | ||
центрированная, то и обратная решетка тоже | структурах, как металл с диэлектрической | ||
прямоугольная центрированная и т. д.). | поверхностью или, напротив, диэлектрик, на | ||
Угол между векторами трансляции прямой и | поверхности которого расположен двумерный | ||
обратной решеток связаны соотношением | металл. 26. | ||
?(a*, b*) = 1800 –?(a,b). Таким образом, | 27 | Аналогично объемным примесным | |
для прямоугольной и квадратной решеток | состояниям, поверхностные состояния можно | ||
этот угол один и тот же (90°). А в случае | рассматривать либо как | ||
гексагональной решетки, если угол для | «акцептороподобные», либо как | ||
решетки в прямом пространстве 120°, то для | «донороподобные». Характерные энергии: Ес | ||
обратной решетки он будет 60° (и | – дно зоны проводимости ? потолок | ||
наоборот). 13. | запрещенной зоны; Еg – ширина запрещенной | ||
14 | Модуль 2. Раздел 1. Тема 2. | зоны; Еv – потолок валентной зоны ? дно | |
Кристаллическая структура реальной | запрещенной зоны; Еf - энергия уровня | ||
поверхности. 14. | Ферми; Еd – энергия донорного уровня; Еа – | ||
15 | Атомарно чистая поверхность Понятие | энергия акцепторного уровня; 27. | |
атомарно чистая поверхность предполагает, | 28 | Акцептороподобные поверхностные | |
что на ней не содержится примесей, не | состояния нейтральны, если они свободны, и | ||
входящих в состав твердого тела, | отрицательно заряжены, если заполнены | ||
ограниченного данной поверхностью. | одним электроном. Донороподобные | ||
Атомарно чистую поверхность можно получить | поверхностные состояния заряжены | ||
только в сверхвысоком вакууме (да и то не | положительно, когда пусты, и нейтральны, | ||
надолго). Способы получения атомарно | когда они заняты одним электроном. | ||
чистой поверхности: 1. Скол (самый | Акцептороподобные состояния эквивалентны | ||
эффективный способ, но технически трудно | электронной ловушке (нейтральной в | ||
реализуемый и трудоемкий). 2. Нагрев | отсутствие электронов и заряженной | ||
(простой, но во многих случаях самый | отрицательно при наличии одного | ||
неэффективный из существующих). 3. Ионная | электрона). Донороподобные состояния | ||
бомбардировка инертными газами (очень | эквивалентны дырочной ловушке | ||
эффективный способ, но нарушает | (нейтральной, когда в ней нет дырки, и | ||
кристаллическую структуру | заряженной положительно, когда одна дырка | ||
приповерхностного слоя). 4. Химическая | захвачена). Мелкие доноры лежат чуть ниже | ||
обработка – напуск в вакуумную камеру | зоны проводимости, а мелкие акцепторы – | ||
химически-активных газов. Применяется в | чуть выше валентной зоны. 28. | ||
дополнение к 2. 15. | 29 | С собственными (чистая поверхность, | |
16 | Иллюстрация необходимости перестройки | без адсорбентов) поверхностными | |
внешнего слоя после разлома кристалла. На | состояниями (и ловушками в объеме) дело | ||
атомы и электроны этого слоя действуют | обстоит наоборот: акцептороподобные | ||
разные по величине силы до и после | (донороподобные) состояния обычно лежат | ||
разлома. Кромка. До разлома После разлома. | ниже (выше) зоны проводимости (потолка | ||
16. | валентной зоны). Из одного лишь этого | ||
17 | Реальная кристаллическая структура | факта можно заключить, что поверхностные | |
поверхности Структура поверхности | состояния не похожи на объемные мелкие | ||
большинства кристаллов (особенно это | доноры и акцепторы. Это справедливо только | ||
касается полупроводников) сильно | для собственных поверхностных состояний. | ||
модифицирована по отношению к структуре | Высказанные утверждения изменятся, если | ||
соответствующих атомных плоскостей в | присутствуют также несобственные | ||
объеме кристалла. Основные типы этих | (поверхность с адсорбентами) поверхностные | ||
модификаций: релаксация и реконструкция. | состояния. Некоторые из поверхностных | ||
Представим, что бесконечный кристалл | состояний могут оказаться вне запрещенной | ||
расколот вдоль определенной | зоны. | ||
Строение поверхности.ppt |
«Строение сердца» - Аорта. Верхняя полая вена. Лёгочные вены. Вильям Гарвей. Строение сердца земноводных. Найдите верхушку сердца. Определите правую и левую половину сердца. Строение сердца млекопитающих. Чем покрыто сердце? Полулунные клапаны. Найдите аорту – самую крупную артерию и лёгочную артерию. Аристотель. Строение сердца человека.
«Атом и его строение» - Для ядра фосфора, золота определите: а) массовое число; б) зарядовое число. РАДИОАКТИВНЫЕ ПРЕВРАЩЕНИЯ Получим элемент с порядковым номером 82 - свинец. Между искусственной и естественной радиоактивностью нет принципиального различия. . Сколько электронов содержится в атомах химических элементов: кислорода, алюминия, хлора?
«Земля и её внутреннее строение» - Заполните таблицу. Материковая. Виды земной коры. Океаническая. Внутреннее строение Земли. Литосфера. Уроки географии Кирилла и Мефодия 6 класс. «Литос» - … сфера - … Земная кора и верхний слой мантии. Земная кора. Слои: Базальтовый Гранитный Осадочный. Толщина литосферы – 50 – 200 км. Используя слайд «Строение земной коры» заполните таблицу.
«Строение лёгких» - В чем важность системы органов дыхания? Строение носоглотки и гортани. Основные отличия живых организмов. Без чего человек не может прожить более 5 минут? Назовите основные отличия живых организмов от неживых тел. Дай совет, как избежать заболевания. Схема строения органов дыхания. Функции легких. Согревание воздуха Очищение воздуха Увлажнение воздуха.
«Геологическое строение России» - Нижняя часть Верхняя часть ФУНДАМЕНТ ОСАДОЧНЫЙ ЧЕХОЛ. Плиты молодых платформ – области докайнозойской складчатости. Можно определить характер залегания горных пород. Геологический профиль. Когда появились первые пустыни? Кайонозойская эра? цель: Выявить основные этапы формирования земной коры на территории России.
«Почки строение» - Липа. Вегетативная почка – зачаток вегетативного побега. (Пример: дуб). Строение вегетативного побега. Почечные кольца и годичные приросты. Мутовчатое (элодея). Верхушечная почка. Сирень. Зачаточный стебель. Элодея. Внутреннее строение цветочной почки. Цветочная почка – зачаток репродуктивного побега. (Пример: бузина, сирень, ива).