晶圆水滴角测量仪

材料产业已经成为国民经济中的支柱产业之一。任何材料都有与外界接触的表面或与其他材料区分的界面，材料表界面的结构和性能直接影响材料的整体性能。随着材料科学的迅速发展，材料表界面的研究也越来越受到国内外科学家的重视。晶圆水滴角测量仪

材料科学、信息科学和生命科学是当前新技术革命中的三大前沿科学，材料的表界面在材料科学中占有重要的地位!晶圆水滴角测量仪

材料的表面与其内部本体，无论在结构上还是在化学组成上都音明显的差别，这是因为材料内部原子受到周围原子的相互作用是相同的，而处在材料表面的原子所受到的力场却是不平衡的，因此产生了表面能。对于有不同组分构成的材料，组分与组分之间可形成界面，某一组分也可能富集在材料的表界面上。即使是单组分的材料，由于内部存在的缺陷，如位错等．或者由于晶态的不同形成晶界，也可能在内部产生界面。材料的表界面对材料整体性能具有决定性的影响．材料的腐蚀、老化、硬化、破坏、印刷、涂膜、粘结、复合等等，无不与材料的表界面密切有关。因此研究材料的表界面现象具有重要的意义。

表界面的定义?

何谓表界面?表界面研究的对象是不均匀的体系，具有多相性，即该体系中存在两个或两个以上不同性能的相，表界面是由一个相过渡到另一相的过渡区域：根据物质的聚集态，

表界面通常可以分为以下五类：

固－气；

液－气；

因－液；

液－液；

固－固

气体和气体之间总是均相体系，因此不存在表界面。习惯上把固—气、液—气的过渡区域称为表面接触角，而把固—液、液—液、固—固的过渡区域称为界面。不管是表面还是界面，其相交的角度都可以称为接触角。实际上两相之间并术存在截然的分界面，相与相之间是个逐步过渡的区域，表界面区的结构、能量、组成等部呈现连续的梯度的变化。因此．友界面不是几何学上的平面，而是一个结构复杂，厚度约为几个分子线度的推三维区域。因此常把界面区域当作一个相或层来处理，称作界面相或界面层。

由于研究接触角度和研究目的的不同，表界面又可作如下区分。

在物理学中，一般将表面定义为三维的规整点阵到体外空间之间的过渡区域，这个过渡区的厚度随材料的种类不同而异，可以是一个原于层或多个原子层。在过渡区内，周期点阵遭到严重扰动，甚至*变异。表面下数十个原子层深称为“次表面"，次表面以下才是被称之为“体相"的正常本体。

(1)理想表面

理想表面是指除了假设确定的一套边界条件外，系统不发生任何变化的表面。以固体为例．理想表面就是指表面的原子位置和电子密度都和体内一样c这种理想表面实际上是不存在的，例如，在Nacl晶体中，半径较大的c1—形成面心立方堆积，而半径较小的Na’分布在八面体的孔隙中。由于c1—之间的排斥作用，表面的c1—被推向体外，而Ka’则被拉向体内．形成表面偶极层c在许多金属氧化物中也都存在双电层，这对吸附、润湿、腐蚀和烧结等都有影响。

(2)清洁表面

清洁表面指不存在任何污染的化学纯表面，即不存在吸附、催化反应或杂质扩散等物理、化学效应的表面。清洁表面是相对于受环境污染的表面而言的。只有用特殊的方法，加高温热处理、离子轰击加退火、真空解理、真空沉积、场致蒸发等才能得到清洁表面，同时还必须保持在超高真空中。

在原于清洁的表面上可以发生多种与体内不同的结构和成分变化，如弛豫、重构、台阶化、偏析和吸附等，如图1—1所示。所谓弛豫就是表面附近的点阵常数发生明显的变化。所谓重构就是表面原子重新排列，形成不同于体内的晶面。台阶化是指出现一种比较规律的非*平面结构的现象。吸附和偏析则是指化学组分在表面区的变化，前者指气相中的原子或分子在气—固或液—固界面上的聚集，后者指溶液或溶质在相界、晶界或缺陷上的聚集。

材料表面的原子与体内的原于分别处在不同的环境中。前者的原子呈现高能、高应力的状态。这种状态决定了材料表面具有表面能和表面张力。