ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Проверка общих положений теории и сравнение с экспериментом из "Отражение света " В 6 были высказаны общие соображения о роли строения поверхности. Ниже рассмотрен лишь случай молекулярно-гладкой поверхности без загрязнений, окислов и т. п., когда ее структура связана с молекулярным строением чистого вещества. [c.192] Когда размеры поверхностного слоя становятся сравнимыми с характерным микроскопически размером среды ё, феноменологическое описание невозможно и необходимо построить микроскопическую картину. [c.192] Единого подхода к построению теории связи структуры поверхности с характером отражения еще нет. При рассмотрении, например, поверхности диэлектрических (атомных или молекулярных) жидкостей вдали от областей резонансов в основном учитываются изменения в ориентации молекул и межмолекулярных расстояниях. Изменение энергетических уровней молекул (проявляющееся в изменении тензора поляризуемости) рассматривается как явление второстепенное. [c.192] Для полупроводников основным фактором является деформация энергетических зон и появление поверхностных состояний, поверхностных экситонов и др. В металлах, помимо этих факторов, важную роль играет отражение электронов проводимости от поверхности и изменения их скоростей в поверхностном слое. [c.192] В связи с этим дать общую теорию затруднительно. [c.192] Ниже рассматриваются некоторые примеры, позволяющие оценить влияние различных факторов на ход отражения и возможности методики. [c.193] В соответствии со сказанным следует предположить, что у поверхности как межмолекулярные расстояния, так и ориентации частиц— иные, нежели в объеме. [c.193] Пусть расстояния между слоями, параллельными поверхности йпг п — номер слоя от поверхности, п=0, 1, 2.), отличаются от й для первых N слоев, а (анизотропные) молекулы в Этих N слоях расположены определенным образом, именно так, что главные оси тензора поляризуемости параллельны координатным осям (главные значения Ро, Р01/, Рог)- В последующих слоях (где п Щ уже йт=с1, а ориентации произвольны (средняя поляризуемость р). [c.193] Таким образом, эллиптическая поляризация отраженного света [формулы (22.7) и (22.8)] связывается с параметрами, характеризующими структуру поверхности. [c.194] Применение изложенной теории к кристаллам наталкивается на ряд трудностей. Получение достаточно гладкой естественной поверхности с регулярной структурой затруднено наличием структуры роста, ступенчатостью, наличием дислокаций и других нарушений структуры. Практически любой способ полировки твердого тела существенно нарушает структуру поверхности на глубину до 100 мкм [2]. Единственный способ получения достаточно зеркальной поверхности с малодеформиррван-ной структурой — так называемая электрополировка [3—5] однако она применима только для металлов и (с некоторыми оговорками) для полупроводников. Обзор современных методов очистки поверхностей дан в работах [6]. [c.194] Вряд ли можно сомневаться в существовании на поверхности кристаллов особой, отличной от толщи структуры [7—10] ), однако вдали от резонансов по указанным причинам экспериментально обнаружить ее чрезвычайно трудно, особенно по отражению 2). [c.194] Укажем, например, что на необработанной поверхности германия высокой чистоты электронографически показано существование слоя с особой структурой толщиной порядка 10 см [12]. [c.194] На этом примере следует остановиться подробнее, так как он весьма показателен. Чтобы судить о том, насколько возможно применять теорию, следует проанализировать имеющиеся сведения о структуре поверхности жидкостей. [c.195] Наличие поверхностного слоя с упорядоченным расположением и ориентацией молекул для тонких пленок жидкостей, слоев на границах раздела жидкость — жидкость и жидкость — твердое тело, по-видимому, твердо доказано экспериментально (см. [13—16] и приведенную там литературу). Ориентирующее влияние твердой стенки на жидкость простирается на расстояния до нескольких микрон. Что касается существования такого слоя на свободной поверхности жидкости, то ряд соображений делает его весьма вероятным [14—17]. Правда, экспериментальные данные косвенны, и прямых доказательств немного. В сущности, это лишь данные, к тому же весьма немногочисленные, рентгено- и электрострук-турного анализа (обзор этих данных см. в [18, 19]). Вопрос о толщине поверхностного слоя еще дискутируется. [c.195] Как видно, все теоретические соображения говорят о толщине слоя порядка не менее двух молекулярных слоев (см. также [25]). [c.196] Прямых экспериментальных сведений о межмолекулярных расстояниях нет. Однако само представление об отличии поверхности от объема, естественно, влечет за собой и предположение об иных расстояниях. Таким образом, для л идкостей исходные предположения теории оправданы. [c.196] Эти формулы весьма близки к формулам (12.5). [c.197] Для грубых оценок можно использовать также формулы (23.3) и (23.4), заменив dz, dxy на Ьг, Ь уФЬ] однако теоретически это мало оправдано. [c.197] Несколько иначе вычисляется параметр (jx—jz) в работах [21, 29, 30]. Пренебрегая взаимодействием жидкости и пара, авторы находят унарную / 1(2) и бинарную 2(2, z ) функции распределения в поверхностном слое по методам, предложенным в работах [23, 31]. [c.197] Всеми ориентационными эффектами здесь пренебре-гается. [c.197] Вернуться к основной статье