K ÓÔ.ÛÂÏÈ.(168ÛÂÏ.) 18-10-06 09:13 ÂÏ 1 (M ÚÔ ÙÛ ÁÎÔ) Eπιστήµη Eπιφανειών Σηµείωση Το ΕΑΠ είναι υπεύθυνο για την επιµέλεια έκδοσης και την ανάπτυξη των κειµένων σύµφωνα µε τη Μεθοδολογία της εξ Αποστάσεως Εκπαίδευσης. Για την επιστηµονική αρτιότητα και πληρότητα των συγγραµ- µάτων την αποκλειστική ευθύνη φέρουν οι συγγραφείς, κριτικοί αναγνώστες και ακαδηµαϊκοί υπεύθυνοι που ανέλαβαν το έργο αυτό.
K ÓÔ.ÛÂÏÈ.(168ÛÂÏ.) 18-10-06 09:13 ÂÏ 2 (M ÚÔ ÙÛ ÁÎÔ)
K ÓÔ.ÛÂÏÈ.(168ÛÂÏ.) 18-10-06 09:13 ÂÏ 3 (M ÚÔ ÙÛ ÁÎÔ) ΕΛΛΗΝΙΚΟ ΑΝΟΙΚΤΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ Σχολή Θετικών Επιστηµών και Τεχνολογίας Πρόγραµµα Σπουδών KATAΛYΣH KAI ΠPOΣTAΣIA TOY ΠEPIBAΛΛONTOΣ Θεµατική Ενότητα KATAΛYΣH Τόµος B' Eπιστήµη Eπιφανειών ΣΤΥΛΙΑΝΗ KΕΝΝΟΥ Aναπλ. Kαθηγήτρια Tµήµατος Xηµικών Mηχανικών Πανεπιστηµίου Πατρών ΠATPA 2003
K ÓÔ.ÛÂÏÈ.(168ÛÂÏ.) 18-10-06 09:13 ÂÏ 4 (M ÚÔ ÙÛ ÁÎÔ) ΕΛΛΗΝΙΚΟ ΑΝΟΙΚΤΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ Σχολή Θετικών Επιστηµών και Τεχνολογίας Πρόγραµµα Σπουδών KATAΛYΣH KAI ΠPOΣTAΣIA TOY ΠEPIBAΛΛONTOΣ Θεµατική Ενότητα KATAΛYΣH Τόµος B' Eπιστήµη Eπιφανειών Συγγραφή ΣTYΛIANH KENNOY Aναπλ. Kαθηγήτρια Tµήµατος Xηµικών Mηχανικών Πανεπιστηµίου Πατρών Κριτική Ανάγνωση ΣΠYPOΣ ΛA AΣ Kαθηγητής Tµήµατος Xηµικών Mηχανικών Πανεπιστηµίου Πατρών Ακαδηµαϊκός Υπεύθυνος για την επιστηµονική επιµέλεια του τόµου ΓEΩPΓIOΣ KAPAΪΣKAKHΣ Καθηγητής Tµήµατος Xηµείας Πανεπιστηµίου Πατρών Επιµέλεια στη µέθοδο της εκπαίδευσης από απόσταση EIPHNH ΓEΩPΓIA H Γλωσσική Επιµέλεια ΛOYΪZA MΠANTH Τεχνική Επιµέλεια ΕΣΠΙ ΕΚ ΟΤΙΚΗ Ε.Π.Ε. Καλλιτεχνική Επιµέλεια, Σελιδοποίηση TYPORAMA Συντονισµός ανάπτυξης εκπαιδευτικού υλικού και γενική επιµέλεια των εκδόσεων ΟΜΑ Α ΕΚΤΕΛΕΣΗΣ ΕΡΓΟΥ ΕΑΠ / 1997 2003 ISBN: 960 538 027 7 Kωδικός Έκδοσης: KΠΠ 50/2 Copyright 2003 για την Ελλάδα και όλο τον κόσµο ΕΛΛΗΝΙΚΟ ΑΝΟΙΚΤΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ Οδός Παπαφλέσσα & Υψηλάντη, 26222 Πάτρα Τηλ: 2610 314094, 314206 Φαξ: 2610 317244 Σύµφωνα µε το Ν. 2121/1993, απαγορεύεται η συνολική ή αποσπασµατική αναδηµοσίευση του βιβλίου αυτού ή η αναπαραγωγή του µε οποιοδήποτε µέσο χωρίς την άδεια του εκδότη.
K ÓÔ.ÛÂÏÈ.(168ÛÂÏ.) 18-10-06 09:13 ÂÏ 5 (M ÚÔ ÙÛ ÁÎÔ) ÂÚÈ fiìâó K º π 1 EÈÛ ÁˆÁ ÛÙËÓ EappleÈÛÙ ÌË EappleÈÊ ÓÂÈÒÓ Eισαγωγικές παρατηρήσεις... 9 1.1 Eπιφάνειες και διεπιφάνειες στερεών... 12 1.2 Σχέση της δοµής της επιφάνειας µε την εσωτερική δοµή του στερεού... 13 1.3 Eπιφάνειες διεπιφάνειες και σύγχρονες τεχνολογίες... 15 1.4 Aτοµικά καθαρές επιφάνειες Yπερυψηλό κενό... 17 Σύνοψη... 19 Bιβλιογραφία προαιρετικής ανάγνωσης... 20 K º π 2 B ÛÈÎ ŒÓÓÔÈ ÙË T ÓÔÏÔÁ KÂÓÔ Eισαγωγικές παρατηρήσεις... 21 2.1 Bασικές έννοιες από την κινητική θεωρία των αερίων... 24 2.2 Pοή αερίων σε συστήµατα κενού... 26 2.2.1 Bασικές έννοιες... 26 2.2.2 Mηχανισµοί ροής αερίων... 31 2.2.3 Yπολογισµοί αγωγής για µοριακή ροή... 33 2.2.4 H διαδικασία της άντλησης... 37 2.3 Φύση και παραγωγή του υπερυψηλού κενού... 40 Σύνοψη... 43 Bιβλιογραφία προαιρετικής ανάγνωσης... 45 K º π 3 EappleÈÊ ÓÂÈ Î AÓ Ï ÛË Eισαγωγικές παρατηρήσεις... 47 3.1 Hλεκτρόνια χαµηλής ενέργειας και επιφανειακή ευαισθησία... 50
K ÓÔ.ÛÂÏÈ.(168ÛÂÏ.) 18-10-06 09:13 ÂÏ 5 (PANTONE 146 CV ÙÛ ÁÎÔ)
K ÓÔ.ÛÂÏÈ.(168ÛÂÏ.) 18-10-06 09:13 ÂÏ 6 (M ÚÔ ÙÛ ÁÎÔ) 6 E π ª E πº πø 3.2 Γενικές αρχές των κύριων ηλεκτρονιακών φασµατοσκοπιών... 55 3.2.1 Φυσική βάση της φωτοεκποµπής... 57 3.2.2 Φυσική βάση της παραγωγής ηλεκτρονίων Auger... 59 3.3 Φασµατοσκοπία φωτοηλεκτρονίων και ηλεκτρονίων Auger από ακτίνες X (XPS/XAES)... 62 3.3.1 Γενικά χαρακτηριστικά των φασµάτων XPS/XAES... 64 3.3.2 Ποσοτική ανάλυση µε την τεχνική XPS... 67 3.3.3 Tεχνολογικές εφαρµογές της επιφανειακής ανάλυσης µε την τεχνική XPS/XAES... 70 Σύνοψη... 72 Bιβλιογραφία προαιρετικής ανάγνωσης... 73 K º π 4 EappleÈÊ ÓÂÈ Î ÔÌ Eισαγωγικές παρατηρήσεις... 75 4.1 Eπιφανειακά πλέγµατα και συµβολισµός υπερδοµών... 79 4.2 Προσδιορισµός της επιφανειακής δοµής µε περίθλαση ηλεκτρονίων... 84 4.2.1 Περίθλαση ηλεκτρονίων χαµηλής ενέργειας... 85 4.2.2 Περίθλαση ηλεκτρονίων υψηλής ενέργειας σε ανάκλαση... 90 4.3 Mικροσκοπία σάρωσης µε ακίδα... 94 Σύνοψη... 98 Bιβλιογραφία προαιρετικής ανάγνωσης... 99 K º π 5 HÏÂÎÙÚÔÓÈÎ I ÈfiÙËÙÂ EappleÈÊ ÓÂÈÒÓ Eισαγωγικές παρατηρήσεις... 101 5.1 Eπιφανειακή ηλεκτρονιακή πυκνότητα... 104 5.2 Tο έργο εξόδου και το δυναµικό επαφής... 106 5.2.1 Bασικές έννοιες... 106
K ÓÔ.ÛÂÏÈ.(168ÛÂÏ.) 18-10-06 09:13 ÂÏ 6 (PANTONE 146 CV ÙÛ ÁÎÔ)
K ÓÔ.ÛÂÏÈ.(168ÛÂÏ.) 18-10-06 09:13 ÂÏ 7 (M ÚÔ ÙÛ ÁÎÔ) EPIEXOMENA 7 5.2.2 Tο δυναµικό επαφής και η µέτρησή του... 110 5.3 ιεπιφάνειες µετάλλων ηµιαγωγών... 112 5.3.1 Aνορθωτικές επαφές και φράγµα Schottky... 112 Σύνοψη... 116 Bιβλιογραφία προαιρετικής ανάγνωσης... 117 K º π 6 EappleÈÊ ÓÂÈ Î AÙÔÌÈÎ K ÓËÛË Eισαγωγικές παρατηρήσεις... 119 6.1 Eπιφανειακές δονήσεις... 122 6.2 Eπιφανειακή διάχυση... 124 6.3 Eπιφανειακή τήξη... 127 Σύνοψη... 130 Bιβλιογραφία προαιρετικής ανάγνωσης... 131 K º π 7 ÂappleÙ YÌ ÓÈ ÛÂ EappleÈÊ ÓÂÈÂ ÙÂÚÂÒÓ Eισαγωγικές παρατηρήσεις... 133 7.1 Tύποι ανάπτυξης λεπτών υµενίων... 136 7.2 Eπιταξία... 143 7.3 ηµιουργία ετεροδοµών µε επιταξία µοριακής δέσµης... 146 Σύνοψη... 149 Bιβλιογραφία προαιρετικής ανάγνωσης... 150 Aπαντήσεις ασκήσεων αυτοαξιολόγησης... 151 Σχόλια πάνω στις δραστηριότητες... 162