Behörighetskrav

120 hp med Kvantmekanik, Atom- och molekylfysik och Fasta tillståndets fysik I eller motsvarande.

Mål

Kursen skall förbereda för grundforskning och tillämpad forskning inom ytfysik och relaterade ämnen såsom materialvetenskap, materialkemi och nanovetenskap. Efter godkänd kurs ska studenten kunna:

• redogöra för den atomära strukturen hos kristallina lågindexytor, beräkna ytenergier för dessa ytor och förstå sambanden mellan ytenergin och partiklars form och ytors rekonstruktioner
• redogöra för sambandet mellan den reella rymden och den reciproka rymden, hur detta ger upphov till diffraktionsmönster samt behärska olika notationer för överlager och rekonstruktioner
• redogöra för principerna bakom de viktigaste spektroskopiska och mikroskopiska metoderna, vilken information som kan fås med hjälp av dessa samt hur olika tekniker kan kombineras
• redogöra för det som karaktäriserar olika typer av adsorption med avseende på bindningsstyrka, bindningsavstånd, koordination och elektronisk struktur
• redogöra för enkla kinetiska modeller som beskriver adsorptionsprocessen, vad som påverkar adsorptionssannolikheten och hur detta är kopplat till potentialenergikurvor
• redogöra för de viktigaste typerna av katalytiska reaktioner och de kinetiska modeller som beskriver dem
• redogöra för olika typer att växa filmer, de tre huvudtyperna av filmtillväxt och hur dessa är relaterade till ytenergierna hos de inblandade materialen
• (i det fall laborationer ges) genomföra enklare ytfysikaliska experiment och mätningar samt kunna förklara resultaten

Innehåll

Ytors struktur, stabilitet och reaktivitet. Ytkristallografi. Rekonstruktion och relaxation. Ytors elektronstruktur. . Experimentella metoder för studier av ytors elektronstruktur. Adsorption av atomer och molekyler. Olika bindningstyper. Kinematik och dynamik för ytprocesser. Reaktioner på ytor. Heterogen katalys. Epitaxiell tillväxt. Lager på lagertillväxt och öbildning. Adhesionsenergier. Segregation. Forskningspresentationer, till exempel magnetiska överlager, kluster, bioytor, nano-porösa material.

Laborationer/demonstrationer: fotoelektronspektroskopi (XPS), diffraktion med lågenergetiska elektroner (LEED) samt sveptunnelmikroskopi (STM).

Undervisning

Föreläsningar, räkneövningar, gruppövningar och demonstrationer (alternativt laborationer).

Examination

Skriftlig tentamen vid kursens slut med problem och räkneuppgifter. I det fall laborationer ges krävs även godkänt på dessa.