Fyzika povrchů - NEVF514

• Anglický název: Physics of Surfaces
• Zajišťuje: Katedra fyziky povrchů a plazmatu (32-KFPP)
• Fakulta: Matematicko-fyzikální fakulta
• Platnost: od 2021
• Semestr: zimní
• E-Kredity: 3
• Rozsah, examinace: zimní s.:2/0, Zk [HT]
• Počet míst: neomezen
• Minimální obsazenost: neomezen
• 4EU+: ne
• Virtuální mobilita / počet míst pro virtuální mobilitu: ne
• Stav předmětu: vyučován
• Jazyk výuky: čeština, angličtina
• Způsob výuky: prezenční
• Garant: Ondřej Šipr; Ing. Dominik Legut, Ph.D.
• Vyučující: Ing. Dominik Legut, Ph.D.; Ondřej Šipr
• Třída: DS, fyzika povrchů a rozhraní
• Kategorizace předmětu: Fyzika > Fyzika povrchů a ionisovaných prostředí

Anotace

čeština

Elektronová a geometrická struktura povrchů, adsorpce jednotlivých atomů, adsorpce molekul, adsorbovaná vrstva atomů na povrchu, interpretace STM obrazů. Přednáška je orientována na specialisty ve fyzice povrchů pevných látek (experimentátory, technology i teoretiky). Předpokládá se znalost kvantové fyziky a fyziky pevných látek v rozsahu magisterského studia na MFF a obeznámení s reáliemi povrchové fyziky (krystalografie a topografie povrchů, princip experimentálních metod povrchové fyziky).

Poslední úprava: T_KEVF (24.05.2007)

angličtina

Electron and geometrical structure of surfaces, adsorption of single atoms, adsorption of molecules, layer of atoms adsorbed on surface, interpretation of STM images. The lecture is for specialists on solid state surfaces (experimentalists, technologists and theoreticians). Knowledge of quantum physics and solid state in a span of graduate study at the faculty together with basic surface science knowledge (crystallography and topography of surfaces, principles of experimental methods) are supposed.

Poslední úprava: G_F (12.10.2001)

Podmínky zakončení předmětu

Podmínkou zakončení předmětu je úspěšné složení zkoušky.

Poslední úprava: Pavlů Jiří, doc. RNDr., Ph.D. (14.06.2019)

Literatura

čeština

1. Andrew Zangwil: Physics at Surfaces, Cambridge University Press, Cambridge, 1996

2. Peter Y. Yu, Manuel Cardona: Fundamentals of Semiconductors, Springer-Verlag, Berlin, 1999, kap. 2 (Electronic Band Structures)

3. Hans Lueth: Surfaces and Interfaces of Solid Materials, Springer-Verlag, Berlin, 1996

4. Michael A. Van Hove, W. H. Weinberg, C.M. Chan: Low-Energy Electron Diffraction: Experiment, Theory and Surface Structure Determination, Springer Series in Surface Sciences, Vol 6, Springer, Berlin, 1986

5. Stefan Huefner: Photoelectron Spectroscopy, Springer-Verlag, Berlin, 1995

Poslední úprava: Roučka Štěpán, doc. RNDr., Ph.D. (23.11.2022)

Požadavky ke zkoušce

Zkouška je ústní a student dostává otázky dle sylabu předmětu v rozsahu, který byl prezentován na přednáškách.

Poslední úprava: Pavlů Jiří, doc. RNDr., Ph.D. (14.06.2019)

Sylabus

čeština

Geometrická struktura povrchu
Základní pojmy teoretického popisu povrchu. Geometrie povrchu, principy, možnosti a hranice techniky LEED, príklady rekonstrukce a relaxace povrchu polovodicu a kovu.

Elektronová struktura povrchu
Elektronová struktura - základní pojmy. Od jednoduchých modelu k ab-initio výpoctum. Povrchové stavy, pásy, redistribuce náboje. Teorie funkcionálu hustoty. Základní myšlenky, výhody a nedostatky ruzných prístupu.

Spektroskopie
Spektroskopie vnitrních stavu, teoretické aspekty fotoelektronové a rentgenové spektroskopie. Spektroskopie valencních stavu - úhlove rozlišená fotoelektronová spektroskopie. Teoretický popis, jeho možnosti a meze.

Adsorpce atomu a molekul
Fyzikální mechanismus adsorpce. Modely chemisorpce. Hybridizace stavu, model pro jellium, klasické chemické predstavy (HOMO, LUMO). Ab-initio výpocty. Energetické bariéry. Difúze, katalýza, elektrochemické procesy.

Magnetismus povrchu
Magnetické interakce, základy popisu. Od krystalu k povrchu a clusterum. Magnetická anizotropie. Teoretické aspekty experimentálních technik.

Poslední úprava: Roučka Štěpán, doc. RNDr., Ph.D. (23.11.2022)

angličtina

Electronic and geometric structure of surfaces
Basic ideas of theoretical description, surface geometry, principles, possibilities and limits of LEED technique, examples of reconstruction and relaxation of semiconductor and metal surfaces. From simple models to first principles calculations of electron structure, surface states, bands, redistribution of charge. Basic concepts, advantages and disadvantages of various approaches for solution of motion equations.

Adsorption of individual atoms
Chemisorption on metal surface, hybridization of states, comparison of classical ideas with results of calculation for various types of atoms, energy balance, ab initio calculations of energy barriers for elementary diffusion processes.

Adsorption of molecules
CO molecule on transition metal surface, classical ideas (HOMO, LUMO) and results of calculations based on density functional approximation (DFA). Basic ideas for description of co-adsorption, chemical reactions on metal surface. Example: dissociation of a simple molecule on metal surface.

Layer of atoms adsorbed on surface
Work function, ionization and screening, surface band structure, photoemission intensity profiles - densities of states, calculation of intensity, electron structure mapping, photoemission in ultraviolet and X-ray bands, examples

STM
Why is the interpretation of STM images difficult? What can be seen in STM? Standard schema for interpretation: Tersoff - Hamann and Bardeen approximations, transport formulation of tunneling process. STM at semiconductor and metal surfaces - clean and covered by adsorbate. Theoretical calculation and experiment. Examples.

Poslední úprava: T_KEVF (23.05.2008)