第1章 表面、界面物理：定义及其重要性 1
附录Ⅰ超高真空（UHV）技术 6
附录Ⅱ粒子光学和光谱学的基础 17
问题 28
第2章 严格定义的表面、界面及薄膜的制备 29
2.1需要超高真空的原因 30
2.2 UHV条件下的材料界面解理 31
2.3离子轰击与退火 34
2.4蒸发与分子束外延（MBE） 36
2.5利用化学反应外延生长膜 45
附录Ⅲ俄歇电子能谱（AES） 50
附录Ⅳ二次离子质谱（SIMS） 56
问题 65
第3章 表面、界面和薄膜的形貌与结构 67
3.1表面应力、表面能和宏观形状 68
3.2弛豫、重构和缺陷 72
3.3二维点阵、超结构和倒易空间 77
3.3.1表面点阵和超结构 77
3.3.2二维倒易点阵列 81
3.4固-固界面结构模型 81
3.5薄膜的形核和生长 86
3.5.1薄膜生长的模型 86
3.5.2形核的“毛细模型” 90
3.6薄膜生长研究：实验方法和结果 92
附录Ⅴ扫描电子显微镜（SEM）和微探针技术 105
附录Ⅵ扫描隧道显微镜（STM） 111
附录Ⅶ表面扩展X射线吸收精细结构（SEXAFS） 121
问题 127
第4章 表面和薄膜散射 129
4.1表面散射运动学理论 130
4.2低能电子衍射的运动学理论 134
4.3从LEED图中能知道什么 137
4.4动力学LEED理论和结构分析 142
4.4.1匹配公式化 142
4.4.2多重散射理论体系 145
4.4.3结构分析 146
4.5非弹性表面散射实验的运动学理论 147
4.6非弹性电子散射的电介质理论 151
4.6.1固体散射 151
4.6.2表面散射 154
4.7薄表面层的介电散射 160
4.8一些低能电子在表面非弹性散射的实验例子 164
4.9颗粒散射的经典限制条件 170
4.10原子碰撞的守恒定律：表面化学分析 173
4.11卢瑟福背散射（RBS）：通道和阻塞 176
附录Ⅷ低能电子衍射（LEED）和反射高能电子衍射（RHEED） 187
附录Ⅸ X射线衍射（XRD）对薄膜特性的描述 195
附录Ⅹ电子能量损失谱（EELS） 205
问题 213
第5章 表面声子 215
5.1线性链上的“表面”晶格振动的存在 216
5.2扩展到具有表面的三维固体 220
5.3瑞利波 224
5.4作为高频过滤器的瑞利波的应用 227
5.5表面-声子（等离子体激元）极化子 228
5.6实验和实际计算的散射曲线 237
附录ⅩⅠ原子和分子束散射 243
问题 249
第6章 表面电子态 251
6.1近自由电子模型中半无限链的表面电子态 252
6.2三维晶体表面态及其带电特征 256
6.2.1本征表面态 256
6.2.2非本征表面态 259
6.3光电发射理论 259
6.3.1概述 259
6.3.2角积分的光电发射 263
6.3.3体与表面态发射 264
6.3.4初始态的对称性和选择定则 266
6.3.5多体方面 268
6.4一些金属表面态能带结构 270
6.4.1类s和类p表面态 270
6.4.2类d表面态 275
6.4.3空表面态和像势表面态 280
6.5半导体的表面态 283
6.5.1元素半导体 285
6.5.2 Ⅲ - Ⅴ族化合物半导体 293
6.5.3 Ⅲ族氮化物 298
6.5.4 Ⅱ-Ⅵ族化合物半导体 302
6.6表面态自旋轨道耦合 305
6.6.1在二维电子气中的自旋轨道耦合 305
6.6.2 Au和半金属表面自旋分裂表面态 309
6.6.3拓扑绝缘体表面态 311
附录ⅩⅡ 光电发射和逆光电发射 320
问题 330
第7章 半导体界面的空间电荷层 331
7.1空间电荷层的定义与分类 331
7.2肖特基耗尽空间电荷层 336
7.3弱空间电荷层 338
7.4高度简并半导体的空间电荷层 339
7.5空间电荷层与费米能级钉扎的一般情况 341
7.6量子化聚集与反型层 345
7.7特殊界面及其表面势 349
7.8硅MOS场效应晶体管 359
7.9磁场导致的量子效应 364
7.10二维等离子体激元 367
附录ⅩⅢ光学表面技术 369
问题 384
第8章 金属-半导体结和半导体异质结 385
8.1决定固-固界面电子结构的一般原理 386
8.2金属-半导体界面的金属诱导间隙态 393
8.3在半导体异质结界面的VIGS 402
8.4界面态的结构与化学性质依赖的模型 407
8.5金属-半导体结与半导体异质结构的应用 414
8.5.1肖特基势垒 414
8.5.2半导体异质结和调制掺杂 417
8.5.3高电子迁移率场效应晶体管（HEMT） 422
8.6在半导体界面二维电子气的量子效应 424
附录ⅩⅣ肖特基势垒高度与能带迁移的电子学测量 431
问题 437
第9章 界面处的集体现象：超导电性和铁磁性 439
9.1在界面的超导电性 440
9.1.1基本表述 440
9.1.2超导电性的基础 443
9.1.3 Andreev反射 447
9.1.4贯穿正常导体-超导体界面输运现象的简单模型 450
9.2具有弹道传输行为的约瑟夫森结 456
9.2.1约瑟夫森效应 456
9.2.2约瑟夫森电流和Andreev能级 458
9.2.3亚简谐能隙结构 462
9.3超导体-半导体2DEG-超导约瑟夫森结的实验例证 463
9.3.1 Nb-2DEG-Nb结的制备 464
9.3.2通过Nb-2DEG-Nb结的临界电流 466
9.3.3电流载荷区 467
9.3.4非平衡载流子的超流控制 468
9.4表面与薄膜内的铁磁性 471
9.4.1铁磁性的能带模型 471
9.4.2降维体系的铁磁理论 473
9.5磁量子阱态 479
9.6磁性层间耦合 483
9.7巨磁阻和自旋转矩机制 485
9.7.1巨磁阻（GMR） 485
9.7.2磁各向异性和磁畴 490
9.7.3自旋转矩效应：磁开关器件 493
附录ⅩⅤ磁光特性：克尔效应 500
附录ⅩⅥ自旋极化扫描隧道显微镜（SP-STM） 505
问题 511
第10章 固体表面的吸附现象 513
10.1物理吸附 514
10.2化学吸附 516
10.3吸附物导致功函数变化 523
10.4吸附层的二维相转变 529
10.5吸附动力学 535
附录ⅩⅦ 解吸附技术 541
附录ⅩⅧ 用于功函数变化与半导体界面研究的开尔文探针和光电发射测量 549
问题 556
参考文献 557
第1章 557
第2章 557
第3章 559
第4章 560
第5章 562
第6章 563
第7章 566
第8章 568
第9章 569
第10章 571
中英文名词对照表 573