第二章 晶体中的结构缺陷及其运动4、位错有哪两种类型，简述它们的几何特点。位错分刃型位错和螺型位错两种。刃型位错是指一个完整的晶体某晶面以上的某处多出半个原子面，晶面像刀刃一样切入晶体，这个多于原子面的边缘就是刃型位错。刃型位错的几何特点：(1)位错线与其滑移矢量d垂直，刃型位错可以为任意形状的曲线。(2)有多余半原子面。刃型位错周围的点阵畸变关于半原子面左右对称。畸变区是一个狭长的管道。在位错线周围的畸变区每个原子具有较大的平均能量。(3)习惯上，把多余半原子面在滑移面以上的位错称为正刃型位错，用符号“”表示，反之为负刃型位错，用“”表示。螺型位错是指晶体的上半部分已经发生了局部滑移，左边是未滑移区 ，右边是已滑移区，原子相对移动了一个原子间距，在已滑移区和未 滑移区之间有一个很窄的过渡区。在过渡区中，原子都偏离了平衡位 置，使原子面畸变成一串螺旋面。 螺型位错的几何特征： (1)螺位错线与其滑移矢量d平行，故纯螺位错只能是直线。 (2)螺位错没有多余原子面，它周围只引起切应变而无体应变。 (3)据螺旋面不同，螺型位错分为左螺位错和右螺位错。7、位错反应的基本条件是什么？指出面心立方（fcc）和体心立方（bcc ）中的特征位错（以最短点阵矢量为柏矢量的位错）,并判断以下位错反 应是否可以进行，为什么？位错反应的条件： (1)几何条件:柏氏矢量守恒性， 即：b前 = b后 (2)能量条件:反应过程能量降低反应驱动力,即：b前 b后 特征位错：面心立方（fcc）: 体心立方（bcc）:举例：几何条件： 反应前后柏氏矢量守恒能量条件：反应前-反应后-能量降低，综上所述，该反应可以发生。第三章 固体的表面和界面结构1.实际固态表面有何特点？实际 表面可能是单晶、多晶，也可能是粉体或非晶态。 表面粗糙，有裂缝和空洞，大体呈周期性起伏。 表面晶粒尺寸与体内有较大差别，晶粒尺寸很细，有非晶态存在。 表面经加工易产生贝尔比层，且存在各种残余应力。 表面暴露在空气中一般会吸附空气中的水分子或氧，在一定条件下发 生化学反应而被氧化或形成氢氧化物。 实际 工业环 境中，表面还可能物理吸附或化学吸附各种污染气体， 如二氧化硫，二氧化碳，二氧化氮等。2、吸附的物理原因有哪些？表面原子与吸附剂之间的弱结合力范德瓦尔斯分子力，是表面原子与吸附原子之间的极化作用而产生，如极性分子固有偶极矩产生的奇森力，感应偶极矩产生的德拜力，非极性分子的瞬时偶极矩产生的伦敦力。3、简述偏析的物理意思及其产生的可能原因。偏析是溶质在表面或界面的富集，在烧结、结晶过程中，外电场，热处理，化工过程和元器件工作过程中发生，对材料的结构性质都有很大的影响。产生的可能原因：在表面、晶界或相界上结构的缺陷比晶内多，溶质原子处于晶内的能量比处于晶内高，晶内原子向晶界区域偏析，以降低体系的能量。4、固体表面电子态和体内有何差异。表面破坏了晶体原有的三维平移周期性，因而描述固体的三维波矢不再是表 征电子态的好量子数。在周期性势场中断的表面，即在平行于表面的平面里 ，存在二维的平移周期性,故表面电子能谱E(k)中的波矢k限制在二维布里渊 区内，是平行于表面的二维波矢。 电子所处的表面势场与三维晶体内部有很大的差别，电子态为具有一种特殊 的局域性状表面态。电子的波函数基本上集中在表面区域，如一两个原子 层厚度以内；电子的能量落在具有同样的二维波矢和波函数具有同样的对称 性的固体（内部）能带（即所谓三维能带在二维布里渊区的投影）的能隙里 ，因而这种电子态的波函数不可能延伸到固体内部，而是向体内逐渐衰减， 一直到零。 表面上的原（离）子与周围原（离）子之间的相互作用，例如配位数，以及 一对原(离)子的电子态之间相互作用强弱，均不同于内部。为了降低由于电 子密度突然变化所引起的动能增加，在表面附近又会发生电子向真空区的迁 移，因此表面态的存在使表面附近的局域态密度与内部不同，尤其是当这些 表面态的能量很靠近费密能量时，会很显著地影响固体的表面性质。例如表 面态（与延展遍及于整个固体内部的布洛赫态相比）与外来吸附原子的价电 子态之间的波函数重叠较大,且能量又比较相近，因而相互作用强,容易形成 稳定的吸附态。在共价晶体（如Si等）的表面上，由于原子间的共价键被部 分地切断，在真空区域形成了所谓悬键表面态，这些悬键表面态为了降低自 由悬键带来的能量而相互满足，常常导致表面原子排列的畸变，如再构。