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共价键

配位键

离子键

氢键

短程键

能量

Kcal/mol

10~100

>

60

5

<

5

1/r4

1/r61~2

定域性

定

非

作用力

强作用

强

弱

3什么是Lewis酸位，Bronsted酸位，他们在什么条件下可以相互转换？

Lewis酸位是一个对电子对具有高度亲和力的空轨道位置；

Bronsted酸位给出质子的位置。

Lewis酸位和Bronsted酸位在水存在条件下可以相互转换

4说明外来粒子在半导体表面上离子型吸附和共价型吸附的不同

答：

离子型吸附

共价型吸附

吸附质与固体的导带或价带进行电荷交换

固体与吸附质之间没有电荷交换

形成离子型键，对电荷可能在固体的很远处

一对一成键

非定域性

随着离子类型的不同，交换可能出现在价带、导带或禁带

固体表面原子轨道的几何构型（尤其过渡族金属）非常重要

5什么是固体表面的弛豫、重建和重新定位？

弛豫一词用于表面原子层垂直表面的移动。

清洁表面上所观察到的弛豫总是从“正常的”晶格位置朝向晶体的，表现为表面原子与底物的一些原子形成较强的键；

“重建”一次用于描述平行于表面的移动，特别是能产生周期性间隔的移动；

“重新定位”属更为一般的词汇，意思是晶格位置移向一个未必很确定的构型。

6什么时偶电层？

它对固体表面的化学和电化学性质有何影响？

偶电层是指一个有一定厚度的电荷不均匀区，在此区域内厚度方向上电荷密度有相当大的变化。

在表面，双电层的发展情况强烈影响固体的性能，包括其电学和化学性质。

半导体及绝缘体的电学性质在许多方面为双电层所支配。

例如，双电层的形成表示将电荷注入半导体能带或从中抽出；

两种固体材料存在的功函差；

半导体的光电响应，双电层对光生电子-空穴的分离、扩散有影响，表面出的偶电层对复合率有决定性的作用；

固体表面的化学性质也取决于双电层。

7什么是空间电荷层？

指出偶电层和空间电荷层的区别？

在靠近表面处，具有不可移动电荷的区域，由于空间电荷的存在，此区域的载流子耗尽，因此也称耗尽层。

空间电荷区与带有异性电荷的表面或空间电荷层组成偶电层。

空间电荷层：

在相互接触的半导体中，正负电荷并非一一对应，而是一个范围，有一定深度的，称为空间电荷区。

空间电荷区与吸附层共同作用的，称偶电层。

8什么是耗尽层？

什么是累积层？

什么是反型层？

说明它们的形成原因及对固体表面的影响（侧重电学性质）。

耗尽层（倒空层）：

由固定离子引起的空间电荷。

耗尽层不导电，无电荷交换

累积层（聚集层）：

当强还原剂把电子注入n型半导体或强氧化剂把空穴注入（将价电子抽出）p型半导体时，形成一个累积层。

表面很强的还原性或氧化性，导电能力很强

反型层：

当n型半导体表面出现很强的氧化剂（受主表面态），或p型半导体表面出现很强的还原剂（施主）时，就出现另一个极端，此时多数载流子为表面所俘获，但表面态是如此活泼，以致它们也注入少子。

9什么是功函，说明利用Kelvin探针方法测量功函的原理及应用。

功函数是自由电子能量Ee和Fermi能级Ef之差。

原理：

ZnO被测材料，已知功函的振动电极放在被测材料附近形成平行板电容器。

Va样品与参考电极间的功函差，Q是表面上的电荷，C是电容。

参考电极振动，电容随时间周期性变化

Q=CVa

i=dQ/dt=VdC/dt电荷的微商变为可测量的交流电流i。

振动电极产生交流电压，变动直流电压可将其调到零。

当交流电压为零时，表头读出表面电势。

应用：

适合贵金属、清洁表面的测量；

Kelvin探针技术研究功函和表面光伏

10说明表面电导测试原理，结合图3.2说明倒空层（耗尽层）、累积层、反型层对表面电导的影响。

由于空间电荷区载流子浓度的变化，表面方向上电导G将发生变化。

△N和△P作为Vx的函数，可积分得

对于n型半导体，平带时=0；

耗尽层：

Vs为正，导电电子较少，△G较低，因此<

0

累积层：

Vs为负由于有额外的电子运载电流，因此<

0

反型层：

Vs为负，进一步增大，空穴导电开始，增大，>

11说明场效应测量方法可以提供哪些信息。

相对于表面电导方法，在垂直样品表面施加一个电场，测量感应电荷引起的电阻的变化。

获得有关空间电荷区和表面态的信息

场效应为表面电导的测量提供一个校准点。

由电导变化的符号可以立即决定表面是n型还是p型。

常常是场效应测量和表面电导测量相结合：

表面电导测量提供Vs，场效应测量提供Qss（表面态捕获的电荷量）

12说明表面电导测量方法可以提供哪些信息

表面电导测量提供Vs

粉末电导：

测量电导对温度的关系，得到可以解释有关表面势垒和导致它的表面态的资料

13说明表面光电压谱的测量原理；

并列举两种表面光伏测量方法。

表面光电压谱的测量原理；

n型半导体未接受光照时带弯Vs1,某一波长的光照到材料表面，产生光生电子进入导带，空穴移到表面，此时带弯Vs2.

两者差值即为此波长下的表面光电压。

改变入射光的波长，得表面光电压谱

方法：

表面光电压谱和瞬态表面光伏检测。

14利用表面光电压谱测量材料的禁带宽度。

Eg=1/λ（nm）*1240=1/390*1240=3.18eV

15说明染料敏化光电气敏的测量原理。

光电气敏的检测原理基于粉末电导的测量：

将粉末样品压片，在光照条件下将样品置于待测气氛中，测量其电阻或电流，相对于没有待测气体的电阻或电导的比值就是气敏响应。

光照可以加快气体在样品表面的吸附与脱附，增强样品对待测气体的响应能力。

染料可以增大样品对光的吸收，并且将对可见光没有吸收的样品的吸收波长延伸至可见光区。