固态表面、界面与薄膜 第6版

本书从实验和理论两方面探讨了表面与界面的物理问题。除了探讨真正意义上的固态表面与界面的制备技术外，还重点探讨了界面的结构、振动态及电学性质的基本物理模型，也涉及表面吸附与薄膜层状生长的基本问题。由于现代微电子学的重要性，本书还特别强调了半导体界面和异质结的电学性质。在实验方面，本书的另一大特点是通过一系列“附录”的形式讲述了超高真空、电子光学、表面谱学和界面电学等表征技术方面的基础知识，为读者提供了快速、全面了解现代各种表面、界面表征技术的重要信息。
在早期版本中，表面和薄膜的制备，原子结构、形貌，振动态与电子输运性质以及吸附的基础知识均被论及。表面和界面的电子态、半导体空间电荷层和异质结等内容由于在现代信息技术和纳米结构研究中的重要性也被重点论述。第六版增加了特殊的章节，重点描述界面和薄膜的集体耦合行为，例如超导电性和磁学，而磁学的讨论中又包括了巨磁阻和自旋矩传输机理等重要内容，这两部分内容在信息技术中均具有重要价值。此外还首次讨论了自旋轨道耦合对于表面态的影响，也讨论了近来研究较热的、对自旋电子学具有重要价值的拓扑绝缘体材料，专门论述了满足严格定义的自旋取向的新型拓扑保护表面态，尤其是补充了在早期版本中被忽略的一些重要的、成熟的实验技术，例如X射线衍射（XRD）、各向异性反射光谱（RAS）等。

第1章 表面、界面物理：定义及其重要性
附录Ⅰ 超高真空(UHV)技术
附录Ⅱ 粒子光学和光谱学的基础
问题
第2章 严格定义的表面、界面及薄膜的制备
2.1 需要超高真空的原因
2.2 UHV条件下的材料界面解理
2.3 离子轰击与退火
2.4 蒸发与分子束外延(MBE)
2.5 利用化学反应外延生长膜
附录Ⅲ 俄歇电子能谱(AES)
附录Ⅳ 二次离子质谱(SIMS)
问题
第3章 表面、界面和薄膜的形貌与结构
3.1 表面应力、表面能和宏观形状
3.2 弛豫、重构和缺陷
3.3 二维点阵、超结构和倒易空间
3.3.1 表面点阵和超结构
3.3.2 二维倒易点阵列
3.4 固一固界面结构模型
3.5 薄膜的形核和生长
3.5.1 薄膜生长的模型
3.5.2 形核的“毛细模型
3.6 薄膜生长研究：实验方法和结果
附录Ⅴ 扫描电子显微镜(SEM)和微探针技术
附录Ⅵ 扫描隧道显微镜(STM)
附录Ⅶ 表面扩展X射线吸收精细结构(SEXAFS)
问题
第4章 表面和薄膜散射
4.1 表面散射运动学理论
4.2 低能电子衍射的运动学理论
4.3 从LEED图中能知道什么
4.4 动力学LEED理论和结构分析
4.4.1 匹配公式化
4.4.2 多重散射理论体系
4.4.3 结构分析
4.5 非弹性表面散射实验的运动学理论
4.6 非弹性电子散射的电介质理论
4.6.1 固体散射
4.6.2 表面散射
4.7 薄表面层的介电散射
4.8 一些低能电子在表面非弹性散射的实验例子
4.9 颗粒散射的经典条件
4.10 原子碰撞的守恒定律：表面化学分析
4.11 卢瑟福背散射(RBS)：通道和阻塞
附录Ⅷ 低能电子衍射(LEED)和反射高能电子衍射(RHEED)
附录Ⅸ X射线衍射(XRD)对薄膜特性的描述
附录Ⅹ 电子能量损失谱(EELS)
问题
第5章 表面声子
5.1 线性链上的“表面”晶格振动的存在
5.2 扩展到具有表面的三维固体
5.3 瑞利波
5.4 作为高频过滤器的瑞利波的应用
5.5 表面-声子(等离子体激元)极化子
5.6 实验和实际计算的散射曲线
附录Ⅺ 原子和分子束散射
问题
第6章 表面电子态
6.1 近自由电子模型中半无限链的表面电子态
6.2 三维晶体表面态及其带电特征
6.2.1 本征表面态
6.2.2 非本征表面态
6.3 光电发射理论
6.3.1 概述
6.3.2 角积分的光电发射
6.3.3 体与表面态发射
6.3.4 初始态的对称性和选择定则
6.3.5 多体方面
6.4 一些金属表面态能带结构
6.4.1 类s和类p表面态
6.4.2 类d表面态
6.4.3 空表面态和像势表面态
6.5 半导体的表面态
6.5.1 元素半导体
6.5.2 Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体
6.5.3 Ⅲ族氮化物
6.5.4 Ⅱ-Ⅵ族化合物半导体
6.6 表面态自旋轨道耦合
6.6.1 在二维电子气中的自旋轨道耦合
6.6.2 Au和半金属表面自旋分裂表面态
6.6.3 拓扑绝缘体表面态
附录Ⅻ 光电发射和逆光电发射
问题
第7章 半导体界面的空间电荷层
7.1 空间电荷层的定义与分类
7.2 肖特基耗尽空间电荷层
7.3 弱空间电荷层
7.4 高度简并半导体的空间电荷层
7.5 空间电荷层与费米能级钉扎的一般情况
7.6 量子化聚集与反型层
7.7 特殊界面及其表面势
7.8 硅MOS场效应晶体管
7.9 磁场导致的量子效应
7.10 二维等离子体激元
附录Ⅷ 光学表面技术
问题
第8章 金属-半导体结和半导体异质结
8.1 决定固-固界面电子结构的一般原理
8.2 金属-半导体界面的金属诱导间隙态
8.3 在半导体异质结界面的VIGS
8.4 界面态的结构与化学性质依赖的模型
8.5 金属-半导体结与半导体异质结构的应用
8.5.1 肖特基势垒
8.5.2 半导体异质结和调制掺杂
8.5.3 高电子迁移率场效应晶体管(HEMT)
8.6 在半导体界面二维电子气的量子效应
附录ⅪⅤ 肖特基势垒高度与能带迁移的电子学测量
问题
第9章 界面处的集体现象：超导电性和铁磁性
9.1 在界面的超导电性
9.1.1 基本表述
9.1.2 超导电性的基础
9.1.3 Andreev反射
9.1.4 贯穿正常导体-超导体界面输运现象的简单模型
9.2 具有弹道传输行为的约瑟夫森结
9.2.1 约瑟夫森效应
9.2.2 约瑟夫森电流和Andreev能级
9.2.3 亚简谐能隙结构
9.3 超导体-半导体2DEG-超导约瑟夫森结的实验例证
9.3.1 Nb-2DEG-Nb结的制备
9.3.2 通过Nb-2DEG-Nb结的临界电流
9.3.3 电流载荷区
9.3.4 非平衡载流子的超流控制
9.4 表面与薄膜内的铁磁性
9.4.1 铁磁性的能带模型
9.4.2 降维体系的铁磁理论
9.5 磁量子阱态
9.6 磁性层间耦合
9.7 巨磁阻和自旋转矩机制
9.7.1 巨磁阻(GMR)
9.7.2 磁各向异性和磁畴
9.7.3 自旋转矩效应：磁开关器件
附录ⅩⅤ 磁光特性：克尔效应
附录ⅩⅥ 自旋极化扫描隧道显微镜(SP-STM)
问题
第10章 固体表面的吸附现象
10.1 物理吸附
10.2 化学吸附
10.3 吸附物导致功函数变化
10.4 吸附层的二维相转变
10.5 吸附动力学
附录ⅩⅦ 解吸附技术
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
问题
参考文献
第1章
第2章
第3章
第4章
第5章
第6章
第7章
第8章
第9章
第10章
中英文名词对照表