felületfizika

Felületfizika a kölcsönhatások fizikája olyan rendszerekben, ahol a fizikai és kémiai jelenségek döntő részben a határfelületen zajlanak. A vizsgált tulajdonságok közé tartozik a felületenergia, a felszín szerkezete és rendellenességei, a felületi kémiai reakciók, valamint a wetting és a kapilláris jelenségek. A felület és a belső fázis közötti kölcsönhatások gyakran eltérnek a tömeg- és szerkezet-től a térben és időben, ezért a felületfizika interdiszciplináris megközelítést igényel, összekapcsolva a fizikát, a kémiai és az anyagtudományt.

Gyakorlati fókuszában az adszorpció–deszorpció kinetikája, a felületi diffúzió és reakciók, a felületi állapotok létrejötte és elnyelése, valamint a 2D elektronikus rendszerek és felületi plasmonok vizsgálata áll. A felületenergia és a szerkezeti elemek meghatározzák a katalizáció hatékonyságát, a bevonatok tartósságát és a nanoelektronikai készülékek működését.

Módszerek: Kísérleti megközelítésben kiemelkedőek a STM és AFM mikroszkópokkal végzett felületkép-felmérés, a LEED és RHEED diffraktiós technikák, valamint a XPS, UPS és AES spektroszkópiai módszerek. Elméleti oldalról a DFT és más ab initio számítások, jelliummodellek és rendkívül egyszerű modellek segítik a felületi állapotok, energiasok és reakcióútvonalak megértését.

Alkalmazások közé tartozik a heterogén katalízis és felületkezelés, bevonatok tervezése és adaptációja, nanoelektronika és érzékelőgyártás, valamint fotokatalitikus és plasmonos eszközök fejlesztése.

Elméleti és történeti áttekintés: a felületfizika a 20. század második felében vált önálló tudományterületté, összekötve a felületi kémia, a fizika és az anyagtudomány módszereit.