Molekul di permukaan, tersusun dengan cara yang berbeda
dengan di fasa ruah, Pernyataan ini secara umum berlaku baik untuk solid maupun
liquid, Perbedaannya ada pada saat solid ter-deformed oleh gaya luar yang
kecil, ia akan bereaksi secara elastis sementara liquid akan bereaksi secara
plastis, Individual atom dan molekul pada solid hanya mampu bervibrasi
disekitar posisi reratanya atau dengan kata lain fixed pada posisi tertentu.
Namun solid dapat juga bersifat mobil dan mengalir dengan sangat
lambat pada kasus tertentu, Saat solid mengalami sintering, dimana serbuk padat
dipanaskan pada suhu 2/3 titik leleh, molekul di permukaan menjadi lebih mobil
dan dapat berdifusi secara lateral. Saat didinginkan, material akan memadat
pada bentuknya yang baru dan akan terbentuk continuous solid.
Kebanyakan solid tidak bersifat kristalin dipermukaannya,
hal ini berlaku untuk padatan amorf juga untuk kristal dan polikristal. Beberapa
surfaces mengalami oksidasi pada suhu ruang, contohnya alumunium yang membentuk
lapisan oksida keras sesaat terekspos udara. Bahkan pada kondisi atmosfir inert
atau ultrahigh vacuum (UHV) molekul permukaan membentuk lapisan amorf diatas
solid ruah kristalin.
Struktur permukaan kristal yang well defined memungkinkan
eksperimen membandingkan sampel yang berbeda
untuk material yang sama. Struktur periodik permukaan kristal membantu
deskripsi teoritis sehingga memungkinkan kita menggunakan metode difraksi untuk
menganalisisnya. Permukaan kristalin sangat penting di dunia semi konduktor dan
banyak alat semi konduktor moidern memerlukan produksi permukaan kristal yang
baik/defined.
Deskripsi Permukaan Kristalin
Kita awali dari contoh sederhana dimana kristal ideal dengan
satu atom per unit selnya dipotong sepanjang bidang dengan asumsi permukaannya
tidak berubah. Struktur permukaan yang dihasilkan didefinisikan dengan melihat
struktur kristal ruah dan orientasi relatif bidang potong. Struktur permukaan
ideal ini dinamakan struktur substrat. Orientasi bidang potong dan juga
permukaan biasanya dinotasikan dengan besaran indeks Miller.
Kristal 3 dimensi diuraikan dengan vektor unit 3 dimensi a1,
a2 dan a3. Bidang yang diarsir memotong sumbu koordinat pada 3,1,2 jika dibalik
dnegan faktor pengali kecil maka sehingga menjadikannya bulat adalah 6,
sehingga indeks milernya adalh 263.
 |
| Ayo Belajar Padatan Permukaan |
Notasi {hkl} digunakan untuk menunjukkan bidang (hkl) dan
semua bidang ekivalen yang simetris. Dalam kristal kubus misalnya (100), (010)
dan (001) semuanya ekivalen dan ditulis {100} Kristal heksagonal close packed
biasanya dituliskan dengan 4 vektor kisi/lattice sehingga indeks Millernya 4 (h
k i l) dimana indeks ke-4 didefinisikan i = -(h + k). Dalam surface science,
permukaan dengan indeks rendah biasanya cukup menarik perhatian. Pada gambar
berikut 3 diperlihatkan contoh permukaan indeks rendah (low index surface)
untuk kisi fcc.
 |
| Ayo Belajar Padatan Permukaan |
Permukaan (100) ekivalen dengan (010) dan (001), permukaan
(110) ekivalen dengan (011) dan (101).Permukaan kristalin dapat dibagi menjadi
5 kisi Bravais berdasarkan simetri yang dimiliki.Kisi ini dikarakterisasi oleh
sudut kisi dan panjang vektor kisi a1 dan a2. posisi vektor semua individual
atom di permukaan dindikasikan oleh
Dimana n dan m bilangan bulat
