2.10.Колебания поверхностных атомов При повышении температуры появляются колебания атомов около их равновесных положений Силы взаимодействия можно рассматривать. - презентация

1 2.10.Колебания поверхностных атомов При повышении температуры появляются колебания атомов около их равновесных положений Силы взаимодействия можно рассматривать как квазиупругие - частота колебаний Принимает дискретные значения в интервале от Амплитуда колебаний А тем больше, чем выше температура. Колебания можно охарактеризовать средним квадратом амплитуды или среднеквадратичным смещением (СКС) атомов =A 2 /2.

2 Приближение Дебая D =q D v зв

3 Экспоненту в знаменателе можно разложить в ряд. Пренебрегая 1/2, получаем Дебаевская частота связана с постоянной квазиупругой силы : в частном случае гармонического осциллятора равенство СКС прямо пропорционально температуре и не зависит от массы атомов Характеристическая дебаевская температура

4 Тепловые колебания уменьшают порядок, Следствие - уменьшение интенсивности дифракционных пучков. Измеряется усредненная по глубине величина. Зависят от характера и величины связи На поверхности уменьшение соседей, релаксация и/или реконструкция Экспериментально ДМЭ Главным членом является ½. Не зависит от Т, определяется величиной упругой постоянной и массой

5 Поверхность Si(111)-(7x7)2.21 Si(111)-(2x1) Si(100)-(2x1)5.2 Si(110)-(2x1)3.5 GaAs(110)-(1x1) GaAs(100)-(2x8)4 4 Ge(111)-(2x8)44 Ni(110)1,6 Pb(111)4,2 Pt(110)4,8 Cu(111)1,9 Ir(100)1,8 По разному влияют на интенсивность дифракционных пучков в зависимости от угла рассеяния электронов.

6 Термическое расширение Следствие ангармонизма сил F=- x+ x 2 Потенциальная энергия: Вероятность отклонения атома от равновесного положения по статистике Больцмана: Пусть Постоянная А из условия

7 Коэффициент термического расширения Увеличение СКС на поверхности - свидетельство уменьшения коэффициента упругости. На поверхности α больше Для вычислений нужен закон взаимодействия частиц Для потенциала Морзе Экспериментально Si(110) При =0 равно нулю ДМЭ

8 Повышенная на поверхности На поверхности - увеличение сопротивления передачи тепла... Обрыв решетки должен приводить к усилению рассеяния фононов Могут быть снижены - гофрировка, генерация вакансий и междоузельных атомов, даже разупорядочение Напряжения в поверхностном слое Изменение атомного строения поверхности Тепловое сопротивление. Облегчается наличием выступов, ступеней, изломов. Ангармонизм колебаний