Fizikaianyagfelületek

Fizikaianyagfelületek vagy felületi fizikája a szilárdtestek felületeinek szerkezetét, energetikáját és dinamikáját vizsgáló tudományág. A felület sajátossága miatt a belső rétegekhez képest más kölcsönhatások és fázisviselkedés jellemzőek, ezért a felületre jellemző jelenségek gyakran eltérnek a központi régiókétól. Fontos témák közé tartozik a felület szerkezete és rekonstrukciója, a teraszok és lépcsők képződése, a felületi energia és a munkafüggvény meghatározása, valamint a felületeken zajló adszorpció és deszorpció folyamatai, a nedvesedési tulajdonságok (kontakt szög) és a felületi diffúzió.

A vizsgálatokban a kémiai kölcsönhatások és a fizikai folyamatok összefüggéseinek megértése kulcsfontosságú. A felületen megjelenő állapotok és jelenségek közé tartozik a felületi állapotok spektruma, a felületképződés és a fázisátalakulások, valamint a kisméretű rendszerekben megjelenő kvantumhatások. A felülettechnológiában kiemelten fontos a vékony filmek, interszuperstruktúrák és a kettős vagy többfázisú határok viselkedése.

Módszertan és megközelítések közé tartozik a rendezett és önszerveződő felületek vizsgálata atomos skálán STM/AFM tokkal, LEED és más diffrakciós technikák, illetve felületi spektroszkópia (XPS, UPS), fotoemission és időfelbontású mérések. Számítástani eszközökben a sűrűségfunkcionál-elmélet és molekuláris dinamikai szimulációk segítik a felületi jelenségek megértését.

Alkalmazások közé tartozik a katalízis és felületi reakciók, félvezető- és oxide interfészek, védőbevonatok, korrózió- és kopásvédelem, energiatárolás és érzékelés területei. A terület jelenlegi iránya a nanoméretű felületek és 2D anyagok felületének vizsgálata, valamint a felületek irányított tervezése és mérnöklése.