Numéro
J. Phys. Colloques
Volume 31, Numéro C1, Avril 1970
COLLOQUE SUR LES 'INTERACTIONS DES ÉLECTRONS, PHONONS ET MAGNONS AVEC LES SURFACES CRISTALLINES'
Page(s) C1-139 - C1-149
DOI http://dx.doi.org/10.1051/jphyscol:1970123
COLLOQUE SUR LES 'INTERACTIONS DES ÉLECTRONS, PHONONS ET MAGNONS AVEC LES SURFACES CRISTALLINES'

J. Phys. Colloques 31 (1970) C1-139-C1-149

DOI: 10.1051/jphyscol:1970123

STUDIES OF SURFACE PHASE TRANSFORMATIONS BY LOW ENERGY ELECTRON DIFFRACTION

G. A. SOMORJAI

Inorganic Materials Research Division, Lawrence Radiation Laboratory, and Department of Chemistry, University of California, Berkeley, California, 94720


Résumé
La structure des surfaces à bas indice cristallographique des semiconducteurs et des monocristaux métalliques est souvent caractérisée par des mailles élémentaires qui sont différentes de la maille élémentaire en masse. Quelques-unes de ces structures superficielles ordonnées sont stables jusqu'au point de fusion du solide, les autres subissent des transitions en dedans des limites de température bien définies pour former d'autres structures superficielles ordonnées. On discute quelques mécanismes de ces transformations de la phase de surface et des modèles théoriques qui prédisent plusieurs de leurs propriétés. Le carré moyen du déplacement des atomes superficiels sur la surface des métaux est considérablement plus élevé que celui des atomes en masse. Suivant plusieurs théories de fusion, le début du désordre superficiel aurait lieu au-dessous du point de fusion en vrac. Les études, par la diffraction des électrons de basse énergie, de la fusion superficielle des surfaces de plomb, bismuth et de l'étain indiquent cependant, que les faces cristallines demeurent ordonnées jusqu'au point de fusion. On discute ces résultats et leurs implications pour la compréhension de la cinétique de fusion. Les études, par la diffraction des électrons de basse énergie, des surfaces métalliques sur le point de se vaporiser, indiquent qu'à l'échelle atomique les faces cristallines demeurent ordonnées pendant la sublimation.


Abstract
The structure of low index surfaces of semiconductor and metal single crystals are often characterized by unit cells which are different from the bulk unit cell. Some of these ordered surface structures are stable up to the melting point of the solid, others undergo transitions in well-defined temperature ranges to form different ordered surface structures. The mechanisms of these surface phase transformations and theoretical models which predict many of their properties are discussed. The mean square displacement of surface atoms in metal surfaces is markedly larger than the mean square displacement of bulk atoms. There are theories of melting which would predict the onset of disorder at the surface below the bulk melting point. Low energy electron diffraction studies of surface melting of lead, bismuth and tin surfaces, however, indicate that the crystal faces remain ordered up to the melting point. These results and their implications concerning the understanding of the kinetics of melting are discussed. Low energy electron diffraction studies of vaporizing metal surfaces indicate that the crystal faces remain ordered on an atomic scale during sublimation.