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1、E.G.Wang病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程表表 面面 物物 理理 学学江 颖量子材料中心E.G.Wang病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程上一课提示：上一课提示：凝胶模型近自由电子近似紧束缚近似镜像态实例1：贵金属表面态实例2：半导体表面态实例3：拓扑绝缘体表面态实例4：高温超导体表面态E.G.Wang病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程表面吸附表面吸附第四课第四
2、课:E.G.Wang病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程本节课的主要内容物理吸附化学吸附吸附诱导的功函数变化吸附基本理论实例：水在固体表面的吸附 吸附作用是固体表面最重要的特征之一。被吸附的吸附作用是固体表面最重要的特征之一。被吸附的分子称为吸附物，固体作为吸附剂。分子称为吸附物，固体作为吸附剂。在吸附过程中，一些能量较高的吸附分子，可能克在吸附过程中，一些能量较高的吸附分子，可能克服吸附势的束缚而脱离固体表面，称为服吸附势的束缚而脱离固体表面，称为“脱附脱附”。当吸。当吸附与脱附达到动态平衡时，固体表面保存着一定数量的
3、附与脱附达到动态平衡时，固体表面保存着一定数量的相对稳定的吸附分子，这种吸附称为平衡吸附。相对稳定的吸附分子，这种吸附称为平衡吸附。吸附的基本理论，多建立在平衡吸附的基础上。吸吸附的基本理论，多建立在平衡吸附的基础上。吸附作用包括物理吸附和化学吸附两种类型。附作用包括物理吸附和化学吸附两种类型。E.G.Wang病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程One-dimensional potential energy diagrams(Z corresponds to the distance from the surface)
4、.表面吸附的一般描述表面吸附的一般描述PhysisorptionMolecularchemisorptionAtomicchemisorption物理吸附与化学吸附物理吸附与化学吸附 物理吸附与化学吸附是根据吸附作用来定义的。二者不但难以截然分开，而且可以相互转化。我们现在从吸附作用力和吸附激活能来讨论这两种吸附。E.G.Wang病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程物理吸附吸附物的电子结构几乎不改变。吸附物和表面的相互作用为范德瓦尔斯相互作用。本质来源于吸附物的电荷涨落。E.G.Wang病原体侵入机体，消弱机体防御机能，
5、破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程原子间的范德瓦尔斯作用电荷涨落诱导的偶极矩：在R处产生的电场为：原子极化率在R处感生的偶极矩为：两个偶极矩的相互作用能：范德瓦尔斯作用能：Lennard-Jones 势E.G.Wang病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程原子与固体表面间的范德瓦尔斯作用表面外的电荷会诱导表面附近的镜像电荷表面外的电荷会诱导表面附近的镜像电荷表面外电荷e将诱导表面附近的镜像电荷q：对于金属表面，,q-e E.G.Wang病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环
6、境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程表面上的范德瓦尔斯作用能表面外电荷e与其镜像电荷的相互作用能：令：表面外原子与表面的相互作用能：以u/z为小量展开，发现z-1和z-2项为零：物理吸附物理吸附的作用力是的作用力是Van der Waals分子作用力。分子作用力。Van der Waals分子作用力是由于表面原子与吸附原子分子作用力是由于表面原子与吸附原子之间的极化作用而产生的。这种极化作用一般分为极性之间的极化作用而产生的。这种极化作用一般分为极性分子极化和非极性分子极化两种类型。分子极化和非极性分子极化两种类型。对于极性分子，其固有偶极矩产生的分子力称为对于极性
7、分子，其固有偶极矩产生的分子力称为Keesen力，其感应偶极矩产生的分子力称为力，其感应偶极矩产生的分子力称为Debye力；力；对于非极性分子，产生瞬时偶极矩，其分子力称为对于非极性分子，产生瞬时偶极矩，其分子力称为London力。力。这三种分子力统称为这三种分子力统称为Van der Waals分子力。分子力。物理吸附作用力E.G.Wang病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程表面上物理吸附的He原子吸附能：10-100meV吸附高度：3-10 基于凝胶模型的计算结果基于凝胶模型的计算结果低温下才能观察到物理吸附！低温下
8、才能观察到物理吸附！E.G.Wang病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程化学吸附吸附物和表面之间形成了化学键。吸附物的电子结构发生了明显的改变。吸附物和表面之间有电荷转移。吸附物有可能产生结构变化，比如分解。E.G.Wang病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程化学吸附-化学键理论分子在过渡金属表面的化学吸附分子在过渡金属表面的化学吸附半填满E.G.Wang病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程
9、度的病理生理过程化学吸附理论Charge-transfer states只考虑分子轨道M与衬底d band之间的杂化作用，系统的能量可以写为：其中：试探波函数：分子和表面的总哈密顿量E.G.Wang病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程对系统能量求极小：方程组有解的条件：忽略1和2的交叠积分，并忽略二阶项：E.G.Wang病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程更精确的表达式：由能量最小化：未成键前的分子和衬底总波函数衬底往分子转移一个电子的总波函数分子
10、往衬底转移一个电子的总波函数E.G.Wang病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程化学吸附能随距离的变化吸附高度 z0 1-3 吸附能 EB 1 eV化学吸附可以在室温下稳定存在E.G.Wang病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程物理吸附+化学吸附H2在金属表面的吸附在金属表面的吸附Edes=EB+Eact表面催化分解zcEpE.G.Wang病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程
11、 在吸附剂表面的化学吸附，以双原子气态分子为例，在吸附剂表面的化学吸附，以双原子气态分子为例，大致分为三个步骤大致分为三个步骤:首先，以分子形式按物理吸附方式吸附在固体表面，首先，以分子形式按物理吸附方式吸附在固体表面，占据平衡位置占据平衡位置zp;然后，在一定的条件下，克服吸附势然后，在一定的条件下，克服吸附势EP的束缚，并的束缚，并获得足够的激活能获得足够的激活能Eact，分子分解为两个原子。，分子分解为两个原子。接下来按化学吸附规律进入化学吸附过程，达到化接下来按化学吸附规律进入化学吸附过程，达到化学吸附平衡位置学吸附平衡位置zc，对应的吸附能为，对应的吸附能为EB。化学吸附的基本过程
12、化学吸附化学吸附的作用力是化学键力，是伴随着电子转移的作用力是化学键力，是伴随着电子转移的静电库仑力，属于强结合力。电子转移情况因吸附剂的静电库仑力，属于强结合力。电子转移情况因吸附剂与吸附物的类型而不同。按照电子转移的方式，可以把与吸附物的类型而不同。按照电子转移的方式，可以把化学吸附分为化学吸附分为离子吸附离子吸附和和化学键吸附化学键吸附两种类型。两种类型。离子吸附离子吸附指吸附物与吸附剂之间完全的电子转移。指吸附物与吸附剂之间完全的电子转移。在吸附过程中，吸附物或者完全失去价电子或者俘获价在吸附过程中，吸附物或者完全失去价电子或者俘获价电子，而以离子形式吸附在吸附剂表面。碱金属在表面电子
13、，而以离子形式吸附在吸附剂表面。碱金属在表面的吸附常表现为这种情况。的吸附常表现为这种情况。化学吸附作用力的分类 已知表面金属原子失去电子的功函数已知表面金属原子失去电子的功函数（逸出功）（逸出功）为正。金属吸附物作为金属蒸汽原子，其失去电子的电为正。金属吸附物作为金属蒸汽原子，其失去电子的电离势为离势为I，则当，则当I时，电子将从金属表面原子转移至非金属吸附时，电子将从金属表面原子转移至非金属吸附原子上，使其以负离子形式吸附作金属表面。大多数金原子上，使其以负离子形式吸附作金属表面。大多数金属对氧离子的吸附属于这种情况。属对氧离子的吸附属于这种情况。离子吸附 当当I，A与与 相差不大时，将出
14、现不完全的电子转移，相差不大时，将出现不完全的电子转移，吸附物与吸附剂之间只提供局部的共有化电子，形成局吸附物与吸附剂之间只提供局部的共有化电子，形成局部的共价键、离子键或配位键。这种化学吸附，称为化部的共价键、离子键或配位键。这种化学吸附，称为化学键吸附。其结合力为共有化电子与离子实之间的库仑学键吸附。其结合力为共有化电子与离子实之间的库仑力。其电子的共有化程度，常常是不对等的，在有些吸力。其电子的共有化程度，常常是不对等的，在有些吸附系统，电子的转移偏向吸附剂，而另一些吸附系统，附系统，电子的转移偏向吸附剂，而另一些吸附系统，则可能偏向吸附物。则可能偏向吸附物。上述两种类型的化学吸附不仅可
15、以单独存在，而且上述两种类型的化学吸附不仅可以单独存在，而且常常二者兼有。如半导体材料的表面化学吸附。在室温常常二者兼有。如半导体材料的表面化学吸附。在室温下，锗表面的氧吸附，一般是化学键吸附，生成下，锗表面的氧吸附，一般是化学键吸附，生成GeO,或或GeO2氧化物覆盖层；而氧化物覆盖层；而ZnO表面的氧吸附却是离子表面的氧吸附却是离子吸附型，表面覆盖层为分子形式的氧覆盖层。吸附型，表面覆盖层为分子形式的氧覆盖层。化学键吸附 物理吸附的分子力较弱，因而其吸附热较低，一般物理吸附的分子力较弱，因而其吸附热较低，一般为为5Kcal/mol，多在低温下发生。化学吸附热较高，约，多在低温下发生。化学吸
16、附热较高，约为为100Kcal/mol的量级，在高温下的吸附为化学吸附。的量级，在高温下的吸附为化学吸附。这两种吸附常常是相伴而生的，化学吸附常常是在这两种吸附常常是相伴而生的，化学吸附常常是在物理吸附的表面进行，有时在低温吸附中同时存在着两物理吸附的表面进行，有时在低温吸附中同时存在着两种吸附，只是化学吸附进行的极慢，以致于只能观察到种吸附，只是化学吸附进行的极慢，以致于只能观察到物理吸附。在一般情况下，物理吸附多伴有化学吸附，物理吸附。在一般情况下，物理吸附多伴有化学吸附，如氧在金属表面的吸附，同时可以有以原子态参与的化如氧在金属表面的吸附，同时可以有以原子态参与的化学吸附，以分子态参与的
17、物理吸附，以及以氧分子态覆学吸附，以分子态参与的物理吸附，以及以氧分子态覆盖于氧原子态吸附层上等吸附方式。此外，物理吸附与盖于氧原子态吸附层上等吸附方式。此外，物理吸附与化学吸附可以在一定条件下相互转化，如氢分子在铜表化学吸附可以在一定条件下相互转化，如氢分子在铜表面的物理吸附，经活化处理后，面的物理吸附，经活化处理后，H2转化为两个转化为两个H原子，原子，实现化学吸附。实现化学吸附。吸附热与激活能E.G.Wang病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程吸附诱导的功函数变化零温下的功函数可以表示为：有限温度下的功函数可以表示
18、为：在有限温度下：金属表面处有额外的电偶极距金属表面处有额外的电偶极距+-E.G.Wang病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程半导体表面的功函数变化干净半导体表面功函数：吸附诱导的功函数变化：Dipole contributionBand-bending contributionE.G.Wang病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程Sb诱导GaAs(110)表面功函数变化Band bending contribution eVs is differe
19、ntDipole contribution is the sameE.G.Wang病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程表面电偶极诱导的功函数变化考虑电偶极子之间的相互作用引起的退极化：p=qd功函数变化：由：退极化因子平行板电容器模型平行板电容器模型只适用于离子键吸附E.G.Wang病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程H2O诱导的Cu(110)表面功函数变化UPS 和LEED物理吸附物理吸附 化学吸附化学吸附 OH和和O分解吸附分解吸附功函数结构E
20、.G.Wang病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程Cs诱导金属表面功函数变化碱金属容易失去电子，与衬底形成很强的离子键，因此表面功函数会大大降低。E.G.Wang病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程Cs诱导半导体表面功函数变化光电子发射源e-Band bending effectp-typeE.G.Wang病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程 1）吸附的动力学理论吸附的动力学
21、理论，着眼于表面吸附层中分子，着眼于表面吸附层中分子之间的动力学过程。以之间的动力学过程。以Langmiur理论为代表（理论为代表（1918）。）。对低压吸附，有对低压吸附，有Henry方程；对于高压吸附有方程；对于高压吸附有BET（Brunauer,Emmett,Teller）方程。）方程。2）吸附的热力学理论吸附的热力学理论，着眼于吸附的宏观过程，着眼于吸附的宏观过程，运用热力学关系得出吸附方程。有代表性的是运用热力学关系得出吸附方程。有代表性的是Gibbs吸吸附方程（附方程（1931），以及），以及Harkin-Jura方程等。方程等。3）吸附的毛细管凝结理论吸附的毛细管凝结理论，把吸附
22、物在吸附剂表，把吸附物在吸附剂表面空隙中凝结，作为液体在毛细管中的效应。有面空隙中凝结，作为液体在毛细管中的效应。有Zsigmandy-Kelvin理论（理论（1911），以及），以及Gurvitsch定则等。定则等。经典吸附理论 吸附动力学理论首先要研究吸附与脱附的速率，并吸附动力学理论首先要研究吸附与脱附的速率，并由此得到吸附平衡方程。由此得到吸附平衡方程。*吸附等压线和吸附等温线吸附等压线和吸附等温线 若以若以na表示单位面积吸附浓度，表示单位面积吸附浓度，nm表示在时刻表示在时刻t单位单位面积上允许的有效吸附位置（即表面完全被覆盖时的吸面积上允许的有效吸附位置（即表面完全被覆盖时的吸附
23、浓度）。覆盖度为附浓度）。覆盖度为 =na/nm。在吸附分子气压为在吸附分子气压为P的情况下，其吸附过程由的情况下，其吸附过程由（nm-na)P决定，其中决定，其中 为吸附速率系数；而脱附过程为吸附速率系数；而脱附过程不受气压影响，由不受气压影响，由na决定，决定，为脱附速率系数。因此，为脱附速率系数。因此，吸附速率定义为吸附速率定义为 dn/dt=(nm-na)P-na当吸附达到动态平衡时，吸附有效速率为零，即当吸附达到动态平衡时，吸附有效速率为零，即dn/dt=0。吸附动力学理论 令令b=/为吸附系数，为吸附系数，可得到吸附平衡方程：可得到吸附平衡方程：na=nmbP/(1+bP)。分别将
24、物理吸附和化学吸附的分别将物理吸附和化学吸附的b代入上式可得到物理吸附平衡代入上式可得到物理吸附平衡规律和化学吸附平衡规律。由于规律和化学吸附平衡规律。由于b为温度为温度T的函数，平衡吸附量的函数，平衡吸附量 na=f(T P)为二元函数，可分别得到等压方程与等温方程。选择常压为二元函数，可分别得到等压方程与等温方程。选择常压P，可得可得吸附等压线吸附等压线。其纵坐标为吸附量。其纵坐标为吸附量na,横坐标为温度横坐标为温度T。曲线曲线I为常压物理吸附等压线；为常压物理吸附等压线；曲线曲线II为常压化学吸附等压线。为常压化学吸附等压线。在低温下显示物理吸附平衡规在低温下显示物理吸附平衡规律；高温
25、下显示化学吸附平衡律；高温下显示化学吸附平衡规律。规律。n0IIIT1T2T(K)I-II吸附等温线吸附等温线大致有五种。大致有五种。n0Pn0Pn0Pn0Pn0PnmIIIIIIVVI单层多层毛细凝结 Henry认为低压下吸附物的被吸附几率不受覆盖度的影响。认为低压下吸附物的被吸附几率不受覆盖度的影响。当当P很小时，近似有很小时，近似有 na=nmbP。引入。引入B=nmb，已知，已知=0exp(-H/kT),表示脱附速率系数。有表示脱附速率系数。有 b=/=0/0exp(H/kT)B=B0exp(H/kT)其中其中 B0=nm 0/0 Henry方程为：方程为：na=PB0exp(H/kT
26、)。吸附是放热过程，。吸附是放热过程，H是是负值。它说明在一定温度下，吸附量与气压成简单的正比关系。负值。它说明在一定温度下，吸附量与气压成简单的正比关系。在很低的温度下，此方程能够很好地描述物理吸附规律。在很低的温度下，此方程能够很好地描述物理吸附规律。但在一般气压下，吸附量与覆盖度有关，运用吸附动力学但在一般气压下，吸附量与覆盖度有关，运用吸附动力学理论，可以得到理论，可以得到Langmuir方程。方程。*Langmiur方程方程 Langmiur的吸附理论属于动力学理论，由于其所的吸附理论属于动力学理论，由于其所研究的吸附层限于单分子层，又称为研究的吸附层限于单分子层，又称为“单分子层吸
27、附单分子层吸附理论理论”。这个模型假设吸附物只形成单分子覆盖层，。这个模型假设吸附物只形成单分子覆盖层，表面吸附力场均匀，吸附分子之间的作用力很小，可表面吸附力场均匀，吸附分子之间的作用力很小，可以忽略等。由于平衡吸附的吸附速率与脱附速率相等，以忽略等。由于平衡吸附的吸附速率与脱附速率相等，Langmiur方程的宏观表达形式：方程的宏观表达形式：=bP/(1+bP)其微观意义可以由分子动力学理论描述。其微观意义可以由分子动力学理论描述。这个方程给出吸附等温线这个方程给出吸附等温线I型的规律。当覆盖度型的规律。当覆盖度 =1时，达到单分子层的饱和，此时，时，达到单分子层的饱和，此时，P=P0，为
28、饱和，为饱和蒸汽压。蒸汽压。I型等温线中吸附量趋于饱和吸附量型等温线中吸附量趋于饱和吸附量nm。当当 =0时，为低压区，时，为低压区，bPA时，电子由固体向吸附物转移，形成负离子吸附；时，电子由固体向吸附物转移，形成负离子吸附；当当EFAEF0。ES2ES1EVSECSEVECEFSG1+G2吸附表面态能带的形成 当吸附粒子在固体表面成键时，其表面态能级也可以宽化为当吸附粒子在固体表面成键时，其表面态能级也可以宽化为能带。可能形成的能带有两种：能带。可能形成的能带有两种：1）类似于固体能带结构机制的能带，基于与固体能带同样的）类似于固体能带结构机制的能带，基于与固体能带同样的量子效应，称为量子
29、效应，称为“真正真正”的能带；的能带；2）由于时间或距离的改变范围而宽化的）由于时间或距离的改变范围而宽化的“能带能带”，称为，称为“表表观能带观能带”。在真正的能带中，电子态可以被部分占据；在在真正的能带中，电子态可以被部分占据；在“表观能带表观能带”中，中，每一个表面态必须被整数个电子所占据。每一个表面态必须被整数个电子所占据。吸附表面态宽化为能带主要有四种机制：吸附表面态宽化为能带主要有四种机制：1）吸附位置不均匀机制）吸附位置不均匀机制 吸附位置不均匀性将把观察到的表面态分布宽化成表观能带。吸附位置不均匀性将把观察到的表面态分布宽化成表观能带。表面不均匀性的形式和程度多种多样，各不相同
30、。例如晶体不同取表面不均匀性的形式和程度多种多样，各不相同。例如晶体不同取向的晶面具有不同的吸附位置，晶面上的台阶、位错、表面杂质、向的晶面具有不同的吸附位置，晶面上的台阶、位错、表面杂质、表面空穴等均可造成表面吸附位置的不均匀性。各种吸附位置的不表面空穴等均可造成表面吸附位置的不均匀性。各种吸附位置的不均匀性都对表面态宽化有贡献。均匀性都对表面态宽化有贡献。2）极性吸附瞬时涨落机制）极性吸附瞬时涨落机制 在极性介质吸附中，由极化效应导致的瞬时涨落，将能有效在极性介质吸附中，由极化效应导致的瞬时涨落，将能有效地把表面态宽化为表观能带，所观察的结果是对时间或对一个表面地把表面态宽化为表观能带，所
31、观察的结果是对时间或对一个表面区域的平均值。区域的平均值。3）吸附物电子云重叠效应）吸附物电子云重叠效应 当表面吸附覆盖层接近单分子层时，吸附物粒子的电子云互相当表面吸附覆盖层接近单分子层时，吸附物粒子的电子云互相重叠，将导致表面态真正的能带结构。这种能带的形成与所有凝聚重叠，将导致表面态真正的能带结构。这种能带的形成与所有凝聚相中能带的形成一样，都基于同样的量子效应。如果吸附分子形成相中能带的形成一样，都基于同样的量子效应。如果吸附分子形成岛状，则在亚单层吸附时，也可能出现吸附表面态能带。岛状，则在亚单层吸附时，也可能出现吸附表面态能带。4）强相互作用吸附机制）强相互作用吸附机制 当吸附物与
32、表面物质之间具有强相互作用时，例如形成络合物，当吸附物与表面物质之间具有强相互作用时，例如形成络合物，吸附物粒子的电子云与固体的本征能带之间发生强相互作用，形成吸附物粒子的电子云与固体的本征能带之间发生强相互作用，形成成键和反键电子云。随着电子云重叠程度的增加，能级分裂程度越成键和反键电子云。随着电子云重叠程度的增加，能级分裂程度越大，它会形成两个窄而间隔较大的能带，分别位于固体的导带底和大，它会形成两个窄而间隔较大的能带，分别位于固体的导带底和价带顶附近。价带顶附近。清洁表面清洁表面孤立原子孤立原子E.G.Wang病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长
33、繁殖，引起不同程度的病理生理过程实例：水在固体表面的吸附E.G.Wang病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程物理吸附：水在石墨烯上的吸附PHYSICAL REVIEW B 79,235440(2009)E.G.Wang病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程水在石墨烯表面的吸附能E.G.Wang病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程水与水之间的束缚能E.G.Wang病原体侵入机体，
34、消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程水与石墨烯之间的电荷转移E.G.Wang病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程水的吸附对态密度的影响E.G.Wang病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程水在密堆积金属表面的吸附PRL 90,216102(2003)E.G.Wang病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程Pt(111)表面上
35、水分子的投影态密度E.G.Wang病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程水和Ru(0001)表面的相互作用E.G.Wang病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程杂化轨道的空间分布成键态3a1-d成键态1b1-d反键态3a1-d反键态1b1-dE.G.Wang病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程水和Ag(111)表面的相互作用E.G.Wang病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机
36、体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程杂化轨道的空间分布E.G.Wang病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程水在有衬底支撑的石墨烯上的吸附PHYSICAL REVIEW B 85,085425(2012)考虑到van der Waals(vdW)interactionsE.G.Wang病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程投影到水和石墨烯上的态密度E.G.Wang病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳
37、定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程单层水的吸附E.G.Wang病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程实验：Ru(0001)表面的外延石墨烯J.Am.Chem.Soc.2012,134,56625668E.G.Wang病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程水在石墨烯表面的吸附E.G.Wang病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程水在石墨烯表面的吸附小结：小结：物理
38、吸附化学吸附吸附诱导的功函数变化吸附基本理论实例：水在固体表面的吸附E.G.Wang病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程参考书Hans Lth,Solid Surfaces,Interfaces and Thin films,Springer-Verlag,2010.A.Zangwill,Physics at Surfaces,Cambridge,1998.M.C.Desjonqeres and D.Spanjaard,Concepts in Surface Physics,Springer-Verlag,1996.E.G.Wang病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程下一节课表面元激发：表面等离激元E.G.Wang病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程 谢谢！谢谢！