绪论 1
第一章 表面分析概述 4
1.1 表面分析的目的、步骤和原理 4
1.1.1 表面分析的目的 4
1.1.2 材料的表面分析 4
1.1.3 表面信息的获得和重要的表面分析技术 6
1.2 电子束技术和电子能谱 8
1.2.1 电子束获取表面信息的特点 8
1.2.2 电子衍射 8
1.2.3 光电子能谱 10
1.2.4 俄歇电子能谱 14
1.2.5 其它电子能谱技术 18
1.3.1 离子束获取表面信息的特点 19
1.3 离子束技术 19
1.3.2 离子散射谱 20
1.3.3 二次离子质谱 23
1.3.4 其它离子束技术 25
1.4 其它表面分析技术 28
1.4.1 红外吸收谱 28
1.4.2 椭偏光测量 28
1.4.3 核磁共振谱 29
1.4.4 电子顺磁共振谱 30
1.4.5 几种表面分析新技术 30
第二章 表面与界面的原子结构 32
2.1 清洁表面 32
2.1.1 描述清洁表面的符号 32
2.1.2 清洁表面的原子排列 34
2.1.3 清洁表面的缺陷 39
2.2 实际表面 41
2.2.1 表面的外形和表面粗糙度 41
2.2.2 表面的组织 43
2.2.3 表面的成分 45
2.2.4 高温下实际固体表面和薄膜 48
2.2.5 粉体 51
2.2.6 超微粒子与纳米材料 54
2.2.7 实际表面对电子元器件性能的影响 55
2.3 晶粒间界 57
2.3.1 晶界的主要模型 57
2.3.2 相界 63
2.3.3 单晶中的层错 65
2.3.4 多晶体中的晶粒分布和晶界 66
2.4 分界面 71
2.4.1 Si-SiO2分界面 71
2.4.2 硅-金属的分界面 72
2.4.3 金属薄膜间的分界面 73
2.4.4 金属-非金属分界面 75
2.4.5 金属-聚合物分界面 79
第三章 表面与界面的电子过程 81
3.1 晶体电子的表面势 81
3.1.1 表面势的主要成分 81
3.1.2 V?、V?和V?对总表面势的贡献 84
3.2 表面态 85
3.2.1 表面态的产生原因和特征 85
3.2.2 Tamm态和Shockley态 87
3.2.3 悬挂键表面态和Madeluny势法 90
3.2.4 表面态的种类 92
3.3 清洁表面的电子结构 94
3.3.1 金属清洁表面的电子结构 94
3.3.2 半导体清洁表面的电子结构 96
3.3.3 氧化物表面的电子结构 97
3.4 表面空间电荷层 103
3.4.1 表面空间电荷的形成及表面能带的弯曲 104
3.4.2 能带图和载流子密度 106
3.4.3 电场、电荷和电势的分布 110
3.5 表面电导 112
3.5.1 关于电导的讨论 112
3.5.2 表面态电导 115
3.5.3 表面空间电荷层电导 118
3.6 表面复合 120
3.6.1 过剩载流子和准Fermi能级 120
3.6.2 表面态的复合作用 123
3.6.3 电子和空穴在表面的复合 125
3.7 界面和晶界的电子过程 125
3.7.1 金属-半导体界面 126
3.7.2 氧化物-半导体界面 128
3.7.3 晶界的电学性质 132
第四章 表面与界面现象 142
4.1 吸附与偏析 142
4.1.1 吸附现象和偏析现象 142
4.1.2 吸附类型和吸附能曲线 143
4.1.3 吸附曲线和吸附公式 149
4.1.4 吸附的微观描述 153
4.1.5 偏析 162
4.2 表面扩散和界面扩散 168
4.2.1 扩散规律和机理 168
4.2.2 表面扩散 170
4.2.3 晶界扩散 173
4.2.4 界面扩散 174
4.3 金属和合金的氧化 176
4.3.1 氧化作用 176
4.3.2 金属的氧化 177
4.3.3 合金的氧化 184
4.3.4 Ⅱ-V族化合物半导体的热氧化 185
4.4 表面力 186
4.4.1 表面力及其主要类型 186
4.4.2 影响表面力的主要因素 190
4.4.3 表面力对材料工程的影响 191
4.5 分形、逾渗和有效媒质理论 193
4.5.1 分形的概念 193
4.5.2 分维 193
4.5.3 表面分形 195
4.5.4 逾渗 199
4.5.5 有效媒质理论 205
4.6 电迁移 209
4.6.1 电迁移现象和规律 209
4.6.2 电迁移的机理 210
4.6.3 平均失效时间MTF 212
4.6.4 增强抗电迁移能力的主要措施 213
参考文献 215