表面物理

课程编码：180081070205P3013H 英文名称：Physics of Surfaces 课时：60 学分：3.00 课程属性：专业课 主讲教师：陆兴华等

面向物理专业研究生讲授开展表面物理研究所需掌握的基本物理概念、常用实验方法、模拟计算方法、及前沿研究介绍。

固体物理；量子力学；热力学与统计物理。

第一章 表面物理导论 3学时 陆兴华
第1节 Why surface physics?
第2节 表面物理与表面几何
第3节 2D点群与空间群
第二章 真空物理 5学时 陈岚
第1节 真空物理基础；真空获得的原理
第2节 真空密封；真空泵；真空测量；检漏的原理
第3节 新鲜表面的制备
第三章 表面热力学 11学时 陈岚
第1节 表面重构：
重构的一般性理论；重构表示法；重构的基本原则；电子计数规则；
典型表面的重构；台阶的重构
第2节 表面热力学基础：
表面热力学方程；吉布斯自由能与表面能；表面张力与表面应力；
平衡状态下的表面形状
第3节 表面吸附的热力学与动力学：
吉布斯吸附方程；吸附的表面能与化学势表达；吸附的动力学过程：
Langmuir定律与BET方程；物理吸附与化学吸附的势能曲线；表面功函数
第4节 表面成核生长的热力学与动力学：
一般性生长热力学理论；毛细模型；成核的动力学理论；成核率与成核密度；
外延生长；二维相变：范德瓦尔斯方程；
第四章 表面原子结构 8学时 陆兴华
第1节 表面晶格结构测量与分析：
晶格结构测量；表面晶格结构分析；表面薄膜生长控制
第2节 表面形貌与成像：
表面3D成像；超高精度晶格结构分析
第3节 表面形貌与结构：
表面原子分辨；表面分子轨道成像；表面分子化学键成像等
第4节 第4节 表面原子操纵：
量子围栏；分子级联器件；原子信息存储；原子塌缩等
第5节 表面元素分析：
X-ray 扫描隧道显微镜；XPS等
第五章 表面电子结构 8学时 陆兴华
第1节 表面态：
表面二维电子气；表面局域电子态密度；表面非弹性隧穿谱等
第2节 表面磁结构测量与分析：
表面磁极化探测；表面磁畴；表面磁纳米结构；表面磁性原子
第3节 表面电子自旋量子态的探测与控制：
表面Kondo效应测量；自旋极化探测；表面自旋量子态的测量；
单自旋动力学过程的测量与控制；
第4节 表面微观超快动力学过程的探测：
时间分辨扫描隧道显微镜；激光诱导分子扩展；光生载流子动力学寿命等
第六章 表面光学分析 16学时 赵继民
第1节 表面的光学性质：
晶体表面SHG的产生和探测
第2节 表面的光学分析方法：
ARPES、椭偏仪等表面研究方法
第3节 超快光谱学：
超快光学简介，量子材料的超快光谱学简介
第4节 表面体系的超快动力学
第七章 报告研讨和考核 9学时 陆兴华
第1节 学生报告研讨
第2节 答疑
第3节 期末考试

陆兴华，1996年清华大学物理系本科毕业，1999年获清华大学物理学硕士学位，2006年美国加州大学伯克利分校物理系获博士学位，2006年赴美国哈佛大学做博士后。2008年加入中科院物理所至今，担任研究员、博导，表面物理国家重点实验室SF05课题组长，中国物理学会表面与界面物理专业委员会委员，美国物理联合会，review of scientific instruments，副主编。

陈岚，1978年出生于湖南省，1997年考入中国科学技术大学物理学系，2001年获得学士学位。同年进入中国科学技术大学微尺度物质科学国家实验室攻读博士，并于2006年底毕业，期间于2004年至2005年初在香港科技大学物理系做研究助理。博士毕业后，于2007年初赴新加坡国立大学纳米科学技术中心做博士后，2008年获新加坡千禧年博士后奖。2010年8月回国，加入中科院物理所表面物理国家重点实验室，目前担任研究员、博导。2011年成为中科院青年创新促进会首届会员，2015年获得青促会优秀会员的称号，2013年获得国家自然科学基金委优秀青年基金的支持。

赵继民研究员，博士研究生导师。1995年获得清华大学物理系学士学位，1998年获得清华大学硕士学位，2004年获得美国Univ. of Michigan (Ann Arbor)物理系博士学位，经过两年多博士后研究，2007年1月到中科院物理所工作。作为负责人主持中科院创新交叉团队、科技部重点研发计划课题、中科院对外合作重点项目、北京市自然科学基金重点项目、国家自然科学基金项目等。美国光学学会高级会员，任Scientific Reports编委。