Новости

Новости

Сегрегация и адсорбция


Изменяя состояние атома и характер его связей, поверхность может притягивать атомы примесей из объема металла, образуя сегрегации на поверхности. Например, Оже-спектроскопией на поверхности никеля находили моноатомный слой серы, извлеченной из объема металла (с обогащением на 4...5 порядков против исходной однородной концентрации).
При адсорбции инородные атомы и молекулы поглощаются из окружающей среды - даже из весьма глубокого вакуума. Подсчет числа столкновений молекул газа с твердой поверхностью показывает, что если все они прилипают, то при атмосферном давлении металл покроется сплошной мономолекулярной пленкой газа за секунды. Число столкновений пропорционально давлению, и для сохранения в течение часов атомно-чистой — ювенильной поверхности нужен вакуум не хуже 10в-8...10в-9 Па (10в-10...10в-11 мм рт. ст.).
При взаимодействии со средой происходит как физическая адсорбция (прикрепление молекулы газа к металлу силами Ван дер Ваальса), так и хемосорбция (деформация молекулы или разрыв ее на одиночные атомы) и абсорбция — переход захваченных поверхностью атомов внутрь металла. Уже малые количества адсорбированной примеси могут вызывать фасетирование поверхности и изменять тип реконструкции.
Образование моноатомного адсорбированного слоя не прекращает захват молекул; далее начинается цепь превращений, создающих в конце концов пленку иной фазы — оксида, имеющего собственную решетку. Обнаженная разрушением или шлифовкой атомно-чистая поверхность металла на воздухе при 20 °С быстро тускнеет. Из того, что золото или платина не тускнеют, следует лишь, что толщина пленки оксида на них много меньше, чем длина световой волны.
Очистка поверхности до ювенильного состояния (обычно распылением ионным пучком в глубоком вакууме) — обычная операция при получении поверхностных структур на полупроводниках. Во всех остальных случаях надо учитывать, что мы имеем дело не с собственно поверхностью металла, а с поверхностью оксидной пленки на нем.