पृष्ठ रसायन विज्ञान: Difference between revisions

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[[Image:Selfassembly Organic Semiconductor Trixler LMU.jpg|250px|thumb|एक [[quinacridone]] [[adsorbate]] की [[स्कैनिंग टनलिंग माइक्रोस्कोप]] छवि। [[कार्बनिक अर्धचालक]] की स्व-असेंबली | स्व-इकट्ठी [[अधिआण्विक]] श्रृंखला [[सीसा]] सतह पर अधिशोषित होती है।]]भूतल विज्ञान भौतिकी और [[रसायन विज्ञान]] की घटनाओं का अध्ययन है जो [[ठोस]]-[[तरल]] इंटरफेस, ठोस-[[गैस]] इंटरफेस, ठोस-[[खालीपन]] इंटरफेस और तरल-गैस इंटरफेस सहित दो चरण (पदार्थ) के इंटरफेस (रसायन विज्ञान) में होता है। इसमें ''[[सतह रसायन]]'' और ''[[सतह भौतिकी]]'' के क्षेत्र शामिल हैं।<ref>{{cite book | last=Prutton | first=Martin | title=भूतल भौतिकी का परिचय| publisher=Oxford University Press | date=1994 | isbn=978-0-19-853476-1 }}</ref> कुछ संबंधित व्यावहारिक अनुप्रयोगों को [[सतह इंजीनियरिंग]] के रूप में वर्गीकृत किया गया है। विज्ञान विषम उत्प्रेरण, [[अर्धचालक उपकरण निर्माण]], ईंधन कोशिकाओं, [[स्व-इकट्ठे मोनोलेयर]]्स और चिपकने जैसी अवधारणाओं को शामिल करता है। भूतल विज्ञान इंटरफेस और कोलाइड विज्ञान से निकटता से संबंधित है।<ref>{{cite book | last=Luklema | first=J. | title=इंटरफेस और कोलाइड साइंस के फंडामेंटल| publisher=Academic Press | date=1995–2005 | volume=1–5 }}</ref> इंटरफैसिअल केमिस्ट्री और फिजिक्स दोनों के लिए कॉमन सब्जेक्ट हैं। तरीके अलग हैं। इसके अलावा, इंटरफ़ेस और कोलाइड साइंस [[स्थूल]] [[घटना]]ओं का अध्ययन करता है जो इंटरफेस की ख़ासियत के कारण विषम प्रणालियों में होती हैं।
भूतल विज्ञान भौतिकी और [[रसायन विज्ञान]] की घटनाओं का अध्ययन है जो [[ठोस]]-[[तरल]] अंतरपृष्‍ठ, ठोस-[[गैस]] अंतरपृष्‍ठ, ठोस-[[खालीपन|निर्वात]] अंतरपृष्‍ठ और तरल-गैस अंतरपृष्‍ठ सहित दो चरण (पदार्थ) के अंतरपृष्‍ठ (रसायन विज्ञान) में होता है। इसमें ''[[सतह रसायन]]'' और ''[[सतह भौतिकी]]'' के क्षेत्र सम्मिलित है।<ref>{{cite book | last=Prutton | first=Martin | title=भूतल भौतिकी का परिचय| publisher=Oxford University Press | date=1994 | isbn=978-0-19-853476-1 }}</ref> कुछ संबंधित व्यावहारिक अनुप्रयोगों को [[Index.php?title=सतह अभियांत्रिकी|सतह अभियांत्रिकी]] के रूप में वर्गीकृत किया गया है। विज्ञान विषम उत्प्रेरण, [[अर्धचालक उपकरण निर्माण]], ईंधन कोशिकाओं, [[स्व-इकट्ठे मोनोलेयर|आत्म इकट्ठे एकस्तरी]] और आसंजक जैसी अवधारणाओं को सम्मिलित करता है। भूतल विज्ञान अंतरपृष्‍ठ और कोलाइड विज्ञान से निकटता से संबंधित है।<ref>{{cite book | last=Luklema | first=J. | title=इंटरफेस और कोलाइड साइंस के फंडामेंटल| publisher=Academic Press | date=1995–2005 | volume=1–5 }}</ref> अंतरापृष्ठीय रसायन विज्ञान और भौतिक विज्ञान दोनों के लिए सामान्य विषय हैं। कार्यविधि अलग हैं। इसके अलावा, अंतरपृष्‍ठ और कोलाइड विज्ञान [[स्थूल|स्थूलदर्शीय प्रतिभास]] का अध्ययन करता है जो अंतरपृष्‍ठ की विशिष्टता के कारण विषम प्रणालियों में होती हैं।


== इतिहास ==
== इतिहास ==
सतह रसायन विज्ञान का क्षेत्र [[हाइड्रोजनीकरण]] पर पॉल सबेटियर (रसायनज्ञ) और [[हैबर प्रक्रिया]] पर [[फ्रिट्ज हैबर]] द्वारा अग्रणी विषम कटैलिसीस के साथ शुरू हुआ।<ref name=Nobel>{{cite web | last=Wennerström | first=Håkan |author2=Lidin, Sven  | title=''रसायन विज्ञान में नोबेल पुरस्कार पर वैज्ञानिक पृष्ठभूमि 2007 ठोस सतहों पर रासायनिक प्रक्रियाएं''| url=https://www.nobelprize.org/nobel_prizes/chemistry/laureates/2007/advanced-chemistryprize2007.pdf }}</ref> [[इरविंग लैंगमुइर]] भी इस क्षेत्र के संस्थापकों में से एक थे, और सतह विज्ञान पर वैज्ञानिक पत्रिका, [[लैंगमुइर (पत्रिका)]], उनके नाम पर है। [[लैंगमुइर समीकरण]] का उपयोग मोनोलेयर सोखने के मॉडल के लिए किया जाता है, जहां सभी सतह सोखने वाली साइटों में सोखने वाली प्रजातियों के लिए समान संबंध होते हैं और एक दूसरे के साथ बातचीत नहीं करते हैं। 1974 में [[गेरहार्ड एर्टल]] ने पहली बार कम-ऊर्जा इलेक्ट्रॉन विवर्तन नामक एक उपन्यास तकनीक का उपयोग करके एक [[दुर्ग]] सतह पर [[हाइड्रोजन]] के सोखने का वर्णन किया।<ref>{{cite journal | last=Conrad | first=H. | author2=Ertl, G. | author2-link=Gerhard Ertl | author3=Latta, E.E. | title=पैलेडियम एकल क्रिस्टल सतहों पर हाइड्रोजन का सोखना| journal=Surface Science | volume=41 | issue=2 | pages=435–446 | date=February 1974 | doi=10.1016/0039-6028(74)90060-0 |bibcode = 1974SurSc..41..435C }}</ref> [[प्लैटिनम]] के साथ समान अध्ययन,<ref>{{cite journal | last=Christmann | first=K. | author2=Ertl, G. | author2-link=Gerhard Ertl | author3=Pignet, T. | title=Pt(111) सतह पर हाइड्रोजन का सोखना| journal=Surface Science | volume=54 | issue=2 | pages=365–392 | date=February 1976 | doi=10.1016/0039-6028(76)90232-6|bibcode = 1976SurSc..54..365C }}</ref> [[निकल]],<ref>{{cite journal | last=Christmann | first=K. | author2=Schober, O. | author3=Ertl, G. | author3-link=Gerhard Ertl | author4=Neumann, M. | title=निकल एकल क्रिस्टल सतहों पर हाइड्रोजन का सोखना| journal=[[The Journal of Chemical Physics]] | volume=60 | issue=11 | pages=4528–4540  | date=June 1, 1974 | doi=10.1063/1.1680935|bibcode = 1974JChPh..60.4528C }}</ref><ref>{{cite journal | last=Christmann | first=K. | author2=Behm, R. J. | author3=Ertl, G. | author3-link=Gerhard Ertl | author4=Van Hove, M. A. | author5=Weinberg, W. H. | title=नी (111) पर हाइड्रोजन का रासायनिक अवशोषण ज्यामिति: क्रम और विकार| journal=[[The Journal of Chemical Physics]] | date=May 1, 1979 | volume=70 | issue=9 | pages=4168–4184 | doi=10.1063/1.438041|bibcode = 1979JChPh..70.4168C }}</ref> और [[लोहा]]<ref>{{cite journal | last=Imbihl | first=R. |author2=Behm, R. J. |author3=Christmann, K. |author4=Ertl, G. |author4-link=Gerhard Ertl |author5=Matsushima, T.  
सतह रसायन विज्ञान का क्षेत्र [[हाइड्रोजनीकरण]] पर पॉल सबेटियर (रसायनज्ञ) और [[हैबर प्रक्रिया]] पर [[फ्रिट्ज हैबर]] द्वारा अग्रणी विषम उद्दीपन के साथ प्रारंभ हुआ।<ref name=Nobel>{{cite web | last=Wennerström | first=Håkan |author2=Lidin, Sven  | title=''रसायन विज्ञान में नोबेल पुरस्कार पर वैज्ञानिक पृष्ठभूमि 2007 ठोस सतहों पर रासायनिक प्रक्रियाएं''| url=https://www.nobelprize.org/nobel_prizes/chemistry/laureates/2007/advanced-chemistryprize2007.pdf }}</ref> [[इरविंग लैंगमुइर]] भी इस क्षेत्र के संस्थापकों में से एक थे, और सतह विज्ञान पर वैज्ञानिक पत्रिका, [[लैंगमुइर (पत्रिका)]], उनके नाम पर है। [[लैंगमुइर समीकरण]] का उपयोग एकस्तर अवशोषण के प्रतिरूप के लिए किया जाता है, जहां सभी सतह अवशोषण वाली स्थान में अवशोषण वाली प्रजातियों के लिए समान संबंध होते हैं और एक दूसरे के साथ बातचीत नहीं करते हैं। 1974 में [[गेरहार्ड एर्टल]] ने पहली बार LEED नामक एक नई तकनीक का उपयोग करके एक पैलेडियम सतह पर हाइड्रोजन के अवशोषण का वर्णन किया।<ref>{{cite journal | last=Conrad | first=H. | author2=Ertl, G. | author2-link=Gerhard Ertl | author3=Latta, E.E. | title=पैलेडियम एकल क्रिस्टल सतहों पर हाइड्रोजन का सोखना| journal=Surface Science | volume=41 | issue=2 | pages=435–446 | date=February 1974 | doi=10.1016/0039-6028(74)90060-0 |bibcode = 1974SurSc..41..435C }}</ref> [[प्लैटिनम]] ,<ref>{{cite journal | last=Christmann | first=K. | author2=Ertl, G. | author2-link=Gerhard Ertl | author3=Pignet, T. | title=Pt(111) सतह पर हाइड्रोजन का सोखना| journal=Surface Science | volume=54 | issue=2 | pages=365–392 | date=February 1976 | doi=10.1016/0039-6028(76)90232-6|bibcode = 1976SurSc..54..365C }}</ref> [[निकल|गिलट]],<ref>{{cite journal | last=Christmann | first=K. | author2=Schober, O. | author3=Ertl, G. | author3-link=Gerhard Ertl | author4=Neumann, M. | title=निकल एकल क्रिस्टल सतहों पर हाइड्रोजन का सोखना| journal=[[The Journal of Chemical Physics]] | volume=60 | issue=11 | pages=4528–4540  | date=June 1, 1974 | doi=10.1063/1.1680935|bibcode = 1974JChPh..60.4528C }}</ref><ref>{{cite journal | last=Christmann | first=K. | author2=Behm, R. J. | author3=Ertl, G. | author3-link=Gerhard Ertl | author4=Van Hove, M. A. | author5=Weinberg, W. H. | title=नी (111) पर हाइड्रोजन का रासायनिक अवशोषण ज्यामिति: क्रम और विकार| journal=[[The Journal of Chemical Physics]] | date=May 1, 1979 | volume=70 | issue=9 | pages=4168–4184 | doi=10.1063/1.438041|bibcode = 1979JChPh..70.4168C }}</ref> और [[लोहा|लोहे]]<ref>{{cite journal | last=Imbihl | first=R. |author2=Behm, R. J. |author3=Christmann, K. |author4=Ertl, G. |author4-link=Gerhard Ertl |author5=Matsushima, T.  
| title=द्वि-आयामी रसायनयुक्त प्रणाली के चरण संक्रमण: Fe पर H (110)| journal=Surface Science | volume=117 | issue=1 | date=May 2, 1982 | pages=257–266 |  doi=10.1016/0039-6028(82)90506-4|bibcode = 1982SurSc.117..257I }}</ref> पीछा किया। भूतल विज्ञान में सबसे हाल के विकास में रसायन विज्ञान विजेता गेरहार्ड एर्टल की सतह रसायन विज्ञान में विशेष रूप से 2007 का नोबेल पुरस्कार शामिल है।
| title=द्वि-आयामी रसायनयुक्त प्रणाली के चरण संक्रमण: Fe पर H (110)| journal=Surface Science | volume=117 | issue=1 | date=May 2, 1982 | pages=257–266 |  doi=10.1016/0039-6028(82)90506-4|bibcode = 1982SurSc.117..257I }}</ref> के साथ इसी तरह के अध्ययन का पालन किया गया। भूतल विज्ञान में सबसे पुनः विकास में रसायन विज्ञान विजेता [[गेरहार्ड एर्टल]] की सतह रसायन विज्ञान में विशेष रूप से 2007 का नोबेल पुरस्कार सम्मिलित है।
कार्बन मोनोऑक्साइड अणुओं और प्लेटिनम सतहों के बीच परस्पर क्रिया की उनकी जांच।
कार्बन मोनोऑक्साइड अणुओं और प्लेटिनम सतहों के बीच परस्पर क्रिया की उनकी जांच।  


== रसायन विज्ञान{{anchor|Surface chemistry}}==
== रसायन विज्ञान{{anchor|Surface chemistry}}==
सरफेस केमिस्ट्री को मोटे तौर पर इंटरफेस पर रासायनिक प्रतिक्रियाओं के अध्ययन के रूप में परिभाषित किया जा सकता है। यह सतह इंजीनियरिंग से निकटता से संबंधित है, जिसका उद्देश्य सतह या इंटरफ़ेस के गुणों में विभिन्न वांछित प्रभाव या सुधार उत्पन्न करने वाले चयनित तत्वों या [[कार्यात्मक समूह]]ों को शामिल करके सतह की रासायनिक संरचना को संशोधित करना है। विषम कटैलिसीस, [[इलेक्ट्रोकैमिस्ट्री]] और [[गेओचेमिस्त्र्य]] के क्षेत्र में भूतल विज्ञान का विशेष महत्व है।
पृष्ठ रसायन को स्थूलतः अंतरपृष्‍ठ पर रासायनिक पदार्थ प्रतिक्रियाओं के अध्ययन के रूप में परिभाषित किया जा सकता है। यह सतह अभियांत्रिक से निकटता से संबंधित है, जिसका उद्देश्य सतह या अंतरपृष्‍ठ के गुणों में विभिन्न वांछित प्रभाव या सुधार उत्पन्न करने वाले चयनित तत्वों या [[कार्यात्मक समूह|कार्यात्मक समूहों]] को सम्मिलित करके सतह की रासायनिक संरचना को संशोधित करना है। विषम उद्दीपन, [[विद्युत रसायन]] और [[गेओचेमिस्त्र्य|भू-रसायन शास्त्र]] के क्षेत्र में भूतल विज्ञान का विशेष महत्व है।
 
=== उद्दीपन ===
सतह पर गैस या तरल अणुओं के आसंजन को अधिशोषण के रूप में जाना जाता है। यह या तो  [[रासायनिक अधिशोषण]] या [[भौतिक शोषण|भौतिक अधिशोषण]] के कारण हो सकता है, और उत्प्रेरक सतह पर आणविक [[सोखना|अधिशोषण]]  की ताकत उत्प्रेरक के प्रदर्शन के लिए गंभीर रूप से महत्वपूर्ण है ([[सबेटियर सिद्धांत]] देखें)। तथापि, इन घटनाओं का वास्तविक उत्प्रेरक कणों में अध्ययन करना मुश्किल है, जिनकी जटिल संरचनाएं हैं। इसके बदले, प्लेटिनम जैसी उत्प्रेरक रूप से सक्रिय पदार्थ की अच्छी तरह से परिभाषित [[एकल क्रिस्टल|एकल मणिभ]] सतहों को अक्सर प्रतिरूप उत्प्रेरक के रूप में उपयोग किया जाता है। उत्प्रेरक सक्रिय धातु कणों और सहायक ऑक्साइड के बीच बातचीत का अध्ययन करने के लिए बहु-घटक पदार्थ  प्रणालियों का उपयोग किया जाता है; ये एकल मणिभ सतह पर अति-पतली आवरण या कणों के बढ़ने से उत्पन्न होते हैं।<ref>{{Cite journal | doi=10.1103/PhysRevB.81.241416| bibcode=2010PhRvB..81x1416F| title=एकल-क्रिस्टल माइक्रोकैलोरीमीटर के साथ मापा गया समर्थित पीडी नैनोकणों पर सीओ के सोखने के कण-आकार पर निर्भर ताप| year=2010| last1=Fischer-Wolfarth| first1=Jan-Henrik| last2=Farmer| first2=Jason A.| last3=Flores-Camacho| first3=J. Manuel| last4=Genest| first4=Alexander| last5=Yudanov| first5=Ilya V.| last6=Rösch| first6=Notker| last7=Campbell| first7=Charles T.| last8=Schauermann| first8=Swetlana| last9=Freund| first9=Hans-Joachim| journal=Physical Review B| volume=81| issue=24| pages=241416| hdl=11858/00-001M-0000-0011-29F8-F| hdl-access=free}}</ref>
 
'''इन सतहों की संरचना''' और रासायनिक व्यवहार के बीच संबंधों का अध्ययन [[अति उच्च वैक्यूम]] तकनीकों का उपयोग करके किया जाता है, जिसमें सोखना और [[थर्मल desorption स्पेक्ट्रोस्कोपी]] | परिणामों को रासायनिक प्रतिरूप में डाला जा सकता है या नए उत्प्रेरकों के [[तर्कसंगत डिजाइन]] की ओर इस्तेमाल किया जा सकता है। सतह विज्ञान मापन की परमाणु-पैमाने की सटीकता के कारण प्रतिक्रिया तंत्र को भी स्पष्ट किया जा सकता है।<ref>{{Cite journal |doi = 10.1016/j.cattod.2011.08.033|title = Pt(111) पर एक FeO(111) फिल्म पर कम तापमान CO ऑक्सीकरण के मार्स-वैन क्रेवेलन प्रकार तंत्र के लिए स्कैनिंग टनलिंग माइक्रोस्कोपी साक्ष्य|year = 2012|last1 = Lewandowski|first1 = M.|last2 = Groot|first2 = I.M.N.|last3 = Shaikhutdinov|first3 = S.|last4 = Freund|first4 = H.-J.|journal = Catalysis Today|volume = 181|pages = 52–55|hdl = 11858/00-001M-0000-0010-50F9-9|hdl-access = free}}</ref>


=== कटैलिसीस ===
सतह पर गैस या तरल अणुओं के आसंजन को अधिशोषण के रूप में जाना जाता है। यह या तो [[रासायनिक शोषण]] या [[भौतिक शोषण]] के कारण हो सकता है, और उत्प्रेरक सतह पर आणविक [[सोखना]] की ताकत उत्प्रेरक के प्रदर्शन के लिए गंभीर रूप से महत्वपूर्ण है ([[सबेटियर सिद्धांत]] देखें)। हालांकि, इन घटनाओं का वास्तविक उत्प्रेरक कणों में अध्ययन करना मुश्किल है, जिनकी जटिल संरचनाएं हैं। इसके बजाय, प्लेटिनम जैसी उत्प्रेरक रूप से सक्रिय सामग्रियों की अच्छी तरह से परिभाषित [[एकल क्रिस्टल]] सतहों को अक्सर मॉडल उत्प्रेरक के रूप में उपयोग किया जाता है। उत्प्रेरक सक्रिय धातु कणों और सहायक ऑक्साइड के बीच बातचीत का अध्ययन करने के लिए बहु-घटक सामग्री प्रणालियों का उपयोग किया जाता है; ये एकल क्रिस्टल सतह पर अति-पतली फिल्मों या कणों के बढ़ने से उत्पन्न होते हैं।<ref>{{Cite journal | doi=10.1103/PhysRevB.81.241416| bibcode=2010PhRvB..81x1416F| title=एकल-क्रिस्टल माइक्रोकैलोरीमीटर के साथ मापा गया समर्थित पीडी नैनोकणों पर सीओ के सोखने के कण-आकार पर निर्भर ताप| year=2010| last1=Fischer-Wolfarth| first1=Jan-Henrik| last2=Farmer| first2=Jason A.| last3=Flores-Camacho| first3=J. Manuel| last4=Genest| first4=Alexander| last5=Yudanov| first5=Ilya V.| last6=Rösch| first6=Notker| last7=Campbell| first7=Charles T.| last8=Schauermann| first8=Swetlana| last9=Freund| first9=Hans-Joachim| journal=Physical Review B| volume=81| issue=24| pages=241416| hdl=11858/00-001M-0000-0011-29F8-F| hdl-access=free}}</ref>
इन सतहों की संरचना, संरचना और रासायनिक व्यवहार के बीच संबंधों का अध्ययन [[अति उच्च वैक्यूम]] तकनीकों का उपयोग करके किया जाता है, जिसमें सोखना और [[थर्मल desorption स्पेक्ट्रोस्कोपी]] | परिणामों को रासायनिक मॉडल में डाला जा सकता है या नए उत्प्रेरकों के [[तर्कसंगत डिजाइन]] की ओर इस्तेमाल किया जा सकता है। सतह विज्ञान मापन की परमाणु-पैमाने की सटीकता के कारण प्रतिक्रिया तंत्र को भी स्पष्ट किया जा सकता है।<ref>{{Cite journal |doi = 10.1016/j.cattod.2011.08.033|title = Pt(111) पर एक FeO(111) फिल्म पर कम तापमान CO ऑक्सीकरण के मार्स-वैन क्रेवेलन प्रकार तंत्र के लिए स्कैनिंग टनलिंग माइक्रोस्कोपी साक्ष्य|year = 2012|last1 = Lewandowski|first1 = M.|last2 = Groot|first2 = I.M.N.|last3 = Shaikhutdinov|first3 = S.|last4 = Freund|first4 = H.-J.|journal = Catalysis Today|volume = 181|pages = 52–55|hdl = 11858/00-001M-0000-0010-50F9-9|hdl-access = free}}</ref>




===विद्युत रसायन ===
===विद्युत रसायन ===
इलेक्ट्रोकैमिस्ट्री एक ठोस-तरल या तरल-तरल इंटरफ़ेस पर लागू क्षमता के माध्यम से संचालित प्रक्रियाओं का अध्ययन है। इलेक्ट्रोड-इलेक्ट्रोलाइट इंटरफ़ेस का व्यवहार विद्युत डबल परत बनाने वाले इंटरफ़ेस के बगल में तरल चरण में आयनों के वितरण से प्रभावित होता है। स्कैनिंग जांच माइक्रोस्कोपी | स्पेक्ट्रोस्कोपी, स्कैनिंग जांच माइक्रोस्कोपी<ref>{{Cite journal |doi = 10.1021/cr960067y|pmid = 11851445|title = सीटू ''स्कैनिंग'' प्रोब माइक्रोस्कोपी के विद्युत रासायनिक अनुप्रयोग|year = 1997|last1 = Gewirth|first1 = Andrew A.|last2 = Niece|first2 = Brian K.|journal = Chemical Reviews|volume = 97|issue = 4|pages = 1129–1162}}</ref> और [[एक्स-रे क्रिस्टल ट्रंकेशन रॉड]] | सतह एक्स-रे स्कैटरिंग।<ref>{{Cite journal | doi=10.1016/S0013-4686(02)00223-2| title=इलेक्ट्रोकैमिस्ट्री समस्याओं के लिए सतह एक्स-रे स्कैटरिंग के अनुप्रयोग| year=2002| last1=Nagy| first1=Zoltán| last2=You| first2=Hoydoo| journal=Electrochimica Acta| volume=47| issue=19| pages=3037–3055| url=https://zenodo.org/record/1259573}}</ref><ref>{{Cite journal|date=2016-11-01|title=एकल क्रिस्टल विद्युत उत्प्रेरकों का भूतल एक्स-रे विवर्तन अध्ययन|journal=Nano Energy|language=en|volume=29|pages=378–393|doi=10.1016/j.nanoen.2016.05.043|issn=2211-2855|last1=Gründer|first1=Yvonne|last2=Lucas|first2=Christopher A.}}</ref> ये अध्ययन पारंपरिक इलेक्ट्रोकेमिकल तकनीकों जैसे कि [[चक्रीय वोल्टामीटर]] को इंटरफेसियल प्रक्रियाओं की प्रत्यक्ष टिप्पणियों से जोड़ते हैं।
इलेक्ट्रोकैमिस्ट्री एक ठोस-तरल या तरल-तरल अंतरपृष्‍ठ पर लागू क्षमता के माध्यम से संचालित प्रक्रियाओं का अध्ययन है। इलेक्ट्रोड-इलेक्ट्रोलाइट अंतरपृष्‍ठ का व्यवहार विद्युत डबल परत बनाने वाले अंतरपृष्‍ठ के बगल में तरल चरण में आयनों के वितरण से प्रभावित होता है। स्कैनिंग जांच माइक्रोस्कोपी | स्पेक्ट्रोस्कोपी, स्कैनिंग जांच माइक्रोस्कोपी<ref>{{Cite journal |doi = 10.1021/cr960067y|pmid = 11851445|title = सीटू ''स्कैनिंग'' प्रोब माइक्रोस्कोपी के विद्युत रासायनिक अनुप्रयोग|year = 1997|last1 = Gewirth|first1 = Andrew A.|last2 = Niece|first2 = Brian K.|journal = Chemical Reviews|volume = 97|issue = 4|pages = 1129–1162}}</ref> और [[एक्स-रे क्रिस्टल ट्रंकेशन रॉड|एक्स-रे मणिभ ट्रंकेशन रॉड]] | सतह एक्स-रे स्कैटरिंग।<ref>{{Cite journal | doi=10.1016/S0013-4686(02)00223-2| title=इलेक्ट्रोकैमिस्ट्री समस्याओं के लिए सतह एक्स-रे स्कैटरिंग के अनुप्रयोग| year=2002| last1=Nagy| first1=Zoltán| last2=You| first2=Hoydoo| journal=Electrochimica Acta| volume=47| issue=19| pages=3037–3055| url=https://zenodo.org/record/1259573}}</ref><ref>{{Cite journal|date=2016-11-01|title=एकल क्रिस्टल विद्युत उत्प्रेरकों का भूतल एक्स-रे विवर्तन अध्ययन|journal=Nano Energy|language=en|volume=29|pages=378–393|doi=10.1016/j.nanoen.2016.05.043|issn=2211-2855|last1=Gründer|first1=Yvonne|last2=Lucas|first2=Christopher A.}}</ref> ये अध्ययन पारंपरिक इलेक्ट्रोकेमिकल तकनीकों जैसे कि [[चक्रीय वोल्टामीटर]] को अंतरपृष्‍ठियल प्रक्रियाओं की प्रत्यक्ष टिप्पणियों से जोड़ते हैं।


=== भू-रसायन ===
=== भू-रसायन ===
[[लौह चक्र]] और मिट्टी के संदूषण जैसी भूगर्भिक घटनाएँ खनिजों और उनके पर्यावरण के बीच अंतरापृष्ठ द्वारा नियंत्रित होती हैं। खनिज-समाधान इंटरफेस के परमाणु-पैमाने की संरचना और रासायनिक गुणों का अध्ययन सीटू [[सिंक्रोट्रॉन प्रकाश स्रोत]] एक्स-रे तकनीकों जैसे एक्स-रे परावर्तकता, [[एक्स-रे खड़ी लहरें]] और [[एक्स-रे अवशोषण स्पेक्ट्रोस्कोपी]] के साथ-साथ स्कैनिंग जांच माइक्रोस्कोपी का उपयोग करके किया जाता है। . उदाहरण के लिए, खनिज सतहों पर विषाक्त भारी धातु या [[एक्टिनाइड]] सोखने के अध्ययन से सोखने के आणविक-पैमाने के विवरण का पता चलता है, जिससे यह अनुमान लगाया जा सकता है कि ये संदूषक मिट्टी के माध्यम से कैसे यात्रा करते हैं।<ref>{{Cite journal |doi = 10.1016/j.gca.2008.02.013|bibcode = 2008GeCoA..72.1986C|title = कोरंडम और हेमेटाइट पर एक साथ आंतरिक और बाहरी क्षेत्र आर्सेनेट सोखना|year = 2008|last1 = Catalano|first1 = Jeffrey G.|last2 = Park|first2 = Changyong|last3 = Fenter|first3 = Paul|last4 = Zhang|first4 = Zhan|journal = Geochimica et Cosmochimica Acta|volume = 72|issue = 8|pages = 1986–2004}}</ref> या प्राकृतिक विघटन-वर्षा चक्रों को बाधित करें।<ref>{{Cite journal |doi = 10.1016/j.gca.2013.11.036|title = केल्साइट सतह पर कैनेटीक्स और कैडमियम कार्बोनेट हेटेरोएपिटैक्सियल विकास के तंत्र|year = 2014|last1 = Xu|first1 = Man|last2 = Kovarik|first2 = Libor|last3 = Arey|first3 = Bruce W.|last4 = Felmy|first4 = Andrew R.|last5 = Rosso|first5 = Kevin M.|last6 = Kerisit|first6 = Sebastien|journal = Geochimica et Cosmochimica Acta|volume = 134|pages = 221–233|url = https://zenodo.org/record/1258985}}</ref>
[[लौह चक्र]] और मिट्टी के संदूषण जैसी भूगर्भिक घटनाएँ खनिजों और उनके पर्यावरण के बीच अंतरापृष्ठ द्वारा नियंत्रित होती हैं। खनिज-समाधान अंतरपृष्‍ठ के परमाणु-पैमाने की संरचना और रासायनिक गुणों का अध्ययन सीटू [[सिंक्रोट्रॉन प्रकाश स्रोत]] एक्स-रे तकनीकों जैसे एक्स-रे परावर्तकता, [[एक्स-रे खड़ी लहरें]] और [[एक्स-रे अवशोषण स्पेक्ट्रोस्कोपी]] के साथ-साथ स्कैनिंग जांच माइक्रोस्कोपी का उपयोग करके किया जाता है। . उदाहरण के लिए, खनिज सतहों पर विषाक्त भारी धातु या [[एक्टिनाइड]] अवशोषण  के अध्ययन से अवशोषण  के आणविक-पैमाने के विवरण का पता चलता है, जिससे यह अनुमान लगाया जा सकता है कि ये संदूषक मिट्टी के माध्यम से कैसे यात्रा करते हैं।<ref>{{Cite journal |doi = 10.1016/j.gca.2008.02.013|bibcode = 2008GeCoA..72.1986C|title = कोरंडम और हेमेटाइट पर एक साथ आंतरिक और बाहरी क्षेत्र आर्सेनेट सोखना|year = 2008|last1 = Catalano|first1 = Jeffrey G.|last2 = Park|first2 = Changyong|last3 = Fenter|first3 = Paul|last4 = Zhang|first4 = Zhan|journal = Geochimica et Cosmochimica Acta|volume = 72|issue = 8|pages = 1986–2004}}</ref> या प्राकृतिक विघटन-वर्षा चक्रों को बाधित करें।<ref>{{Cite journal |doi = 10.1016/j.gca.2013.11.036|title = केल्साइट सतह पर कैनेटीक्स और कैडमियम कार्बोनेट हेटेरोएपिटैक्सियल विकास के तंत्र|year = 2014|last1 = Xu|first1 = Man|last2 = Kovarik|first2 = Libor|last3 = Arey|first3 = Bruce W.|last4 = Felmy|first4 = Andrew R.|last5 = Rosso|first5 = Kevin M.|last6 = Kerisit|first6 = Sebastien|journal = Geochimica et Cosmochimica Acta|volume = 134|pages = 221–233|url = https://zenodo.org/record/1258985}}</ref>




== भौतिकी{{anchor|Surface physics}}==
== भौतिकी{{anchor|Surface physics}}==
सतह भौतिकी को मोटे तौर पर परिभाषित किया जा सकता है कि इंटरफेस पर होने वाली भौतिक बातचीत के अध्ययन के रूप में। यह सतह रसायन शास्त्र के साथ ओवरलैप करता है। सतह भौतिकी में जांच किए गए कुछ विषयों में घर्षण, सतह की स्थिति, सतह का प्रसार, [[सतह का पुनर्निर्माण]], सतह के फोनोन और [[plasmon]], [[epitaxy]], उत्सर्जन और इलेक्ट्रॉनों की [[क्वांटम टनलिंग]], [[spintronics]] और सतहों पर नैनोसंरचनाओं का स्व-संयोजन शामिल हैं। सतहों पर प्रक्रियाओं की जांच करने की तकनीकों में [[सतह एक्स-रे प्रकीर्णन]], [[स्कैनिंग जांच माइक्रोस्कोपी]], सतह-संवर्धित रमन स्पेक्ट्रोस्कोपी और [[एक्स - रे फ़ोटोइलैक्ट्रॉन स्पेक्ट्रोस्कोपी]] | एक्स-रे फोटोइलेक्ट्रॉन स्पेक्ट्रोस्कोपी (एक्सपीएस) शामिल हैं।
सतह भौतिकी को मोटे तौर पर परिभाषित किया जा सकता है कि अंतरपृष्‍ठ पर होने वाली भौतिक बातचीत के अध्ययन के रूप में। यह सतह रसायन शास्त्र के साथ ओवरलैप करता है। सतह भौतिकी में जांच किए गए कुछ विषयों में घर्षण, सतह की स्थिति, सतह का प्रसार, [[सतह का पुनर्निर्माण]], सतह के फोनोन और [[plasmon]], [[epitaxy]], उत्सर्जन और इलेक्ट्रॉनों की [[क्वांटम टनलिंग]], [[spintronics]] और सतहों पर नैनोसंरचनाओं का स्व-संयोजन सम्मिलित हैं। सतहों पर प्रक्रियाओं की जांच करने की तकनीकों में [[सतह एक्स-रे प्रकीर्णन]], [[स्कैनिंग जांच माइक्रोस्कोपी]], सतह-संवर्धित रमन स्पेक्ट्रोस्कोपी और [[एक्स - रे फ़ोटोइलैक्ट्रॉन स्पेक्ट्रोस्कोपी]] | एक्स-रे फोटोइलेक्ट्रॉन स्पेक्ट्रोस्कोपी (एक्सपीएस) सम्मिलित हैं।


== विश्लेषण तकनीक ==
== विश्लेषण तकनीक ==
सतहों के अध्ययन और विश्लेषण में भौतिक और रासायनिक विश्लेषण तकनीक दोनों शामिल हैं।
सतहों के अध्ययन और विश्लेषण में भौतिक और रासायनिक विश्लेषण तकनीक दोनों सम्मिलित हैं।


कई आधुनिक विधियाँ वैक्यूम के संपर्क में आने वाले [[इंटरफ़ेस (मामला)]]पदार्थ) के सबसे ऊपरी 1-10 एनएम की जांच करती हैं। इनमें [[कोण-समाधान फोटो उत्सर्जन स्पेक्ट्रोस्कोपी]] (ARPES), एक्स-रे फोटोइलेक्ट्रॉन स्पेक्ट्रोस्कोपी (XPS), ऑगर इलेक्ट्रॉन स्पेक्ट्रोस्कोपी (AES), कम ऊर्जा इलेक्ट्रॉन विवर्तन (LEED), [[इलेक्ट्रॉन ऊर्जा हानि स्पेक्ट्रोस्कोपी]] (EELS), थर्मल डिसोर्शन स्पेक्ट्रोस्कोपी (TPD) शामिल हैं। , [[आयन प्रकीर्णन स्पेक्ट्रोस्कोपी]] (ISS), द्वितीयक आयन मास स्पेक्ट्रोमेट्री, [[दोहरे ध्रुवीकरण इंटरफेरोमेट्री]], और अन्य सतह विश्लेषण विधियों को [[सामग्री विश्लेषण विधियों की सूची]] में शामिल किया गया है। इनमें से कई तकनीकों में वैक्यूम की आवश्यकता होती है क्योंकि वे अध्ययन के तहत सतह से उत्सर्जित इलेक्ट्रॉनों या आयनों का पता लगाने पर भरोसा करते हैं। इसके अलावा, सामान्य अल्ट्रा-हाई वैक्यूम में, 10 की सीमा में<sup>−7</sup> [[पास्कल (यूनिट)]] दबाव या बेहतर, एक निश्चित समय अवधि में नमूने तक पहुंचने वाले अणुओं की संख्या को कम करके, अवशिष्ट गैस द्वारा सतह के संदूषण को कम करना आवश्यक है। 0.1 एमपीए (10<sup>−6</sup> torr) एक संदूषक का आंशिक दबाव और [[तापमान और दबाव के लिए मानक स्थिति]]यां, यह केवल 1 सेकंड के क्रम में एक सतह को दूषित करने वाले एक-से-एक मोनोलेयर के साथ सतह परमाणुओं को कवर करने के लिए लेता है, इतना माप के लिए कम दबाव की आवश्यकता होती है। यह सामग्री के (संख्या) [[विशिष्ट सतह क्षेत्र]] और गैसों के गतिज सिद्धांत से टकराव दर सूत्र के लिए परिमाण अनुमान के क्रम से पाया जाता है।
कई आधुनिक विधियाँ वैक्यूम के संपर्क में आने वाले [[इंटरफ़ेस (मामला)|अंतरपृष्‍ठ (मामला)]]पदार्थ) के सबसे ऊपरी 1-10 एनएम की जांच करती हैं। इनमें [[कोण-समाधान फोटो उत्सर्जन स्पेक्ट्रोस्कोपी]] (ARPES), एक्स-रे फोटोइलेक्ट्रॉन स्पेक्ट्रोस्कोपी (XPS), ऑगर इलेक्ट्रॉन स्पेक्ट्रोस्कोपी (AES), कम ऊर्जा इलेक्ट्रॉन विवर्तन (LEED), [[इलेक्ट्रॉन ऊर्जा हानि स्पेक्ट्रोस्कोपी]] (EELS), थर्मल डिसोर्शन स्पेक्ट्रोस्कोपी (TPD) सम्मिलित हैं। , [[आयन प्रकीर्णन स्पेक्ट्रोस्कोपी]] (ISS), द्वितीयक आयन मास स्पेक्ट्रोमेट्री, [[दोहरे ध्रुवीकरण इंटरफेरोमेट्री]], और अन्य सतह विश्लेषण विधियों को [[सामग्री विश्लेषण विधियों की सूची|पदार्थ  विश्लेषण विधियों की सूची]] में सम्मिलित किया गया है। इनमें से कई तकनीकों में वैक्यूम की आवश्यकता होती है क्योंकि वे अध्ययन के तहत सतह से उत्सर्जित इलेक्ट्रॉनों या आयनों का पता लगाने पर भरोसा करते हैं। इसके अलावा, सामान्य अल्ट्रा-हाई वैक्यूम में, 10 की सीमा में<sup>−7</sup> [[पास्कल (यूनिट)]] दबाव या बेहतर, एक निश्चित समय अवधि में नमूने तक पहुंचने वाले अणुओं की संख्या को कम करके, अवशिष्ट गैस द्वारा सतह के संदूषण को कम करना आवश्यक है। 0.1 एमपीए (10<sup>−6</sup> torr) एक संदूषक का आंशिक दबाव और [[तापमान और दबाव के लिए मानक स्थिति]]यां, यह केवल 1 सेकंड के क्रम में एक सतह को दूषित करने वाले एक-से-एक एकस्तर  के साथ सतह परमाणुओं को कवर करने के लिए लेता है, इतना माप के लिए कम दबाव की आवश्यकता होती है। यह पदार्थ  के (संख्या) [[विशिष्ट सतह क्षेत्र]] और गैसों के गतिज सिद्धांत से टकराव दर सूत्र के लिए परिमाण अनुमान के क्रम से पाया जाता है।


विशुद्ध रूप से ऑप्टिकल तकनीकों का उपयोग विभिन्न प्रकार की परिस्थितियों में इंटरफेस का अध्ययन करने के लिए किया जा सकता है। परावर्तन-अवशोषण अवरक्त, दोहरे ध्रुवीकरण इंटरफेरोमेट्री, सतह-संवर्धित रमन स्पेक्ट्रोस्कोपी और [[योग आवृत्ति पीढ़ी स्पेक्ट्रोस्कोपी]] का उपयोग ठोस-वैक्यूम के साथ-साथ ठोस-गैस, ठोस-तरल और तरल-गैस सतहों की जांच के लिए किया जा सकता है। बहु-पैरामीट्रिक सतह प्लास्मोन प्रतिध्वनि ठोस-गैस, ठोस-तरल, तरल-गैस सतहों में काम करती है और उप-नैनोमीटर परतों का भी पता लगा सकती है।<ref>{{cite journal|last1=Jussila|first1=Henri|last2=Yang|first2=He|last3=Granqvist|first3=Niko|last4=Sun|first4=Zhipei|title=बड़े क्षेत्र की परमाणु-परत ग्राफीन फिल्म के लक्षण वर्णन के लिए सरफेस प्लास्मोन अनुनाद|journal=Optica|date=5 February 2016|volume=3|issue=2|pages=151|doi=10.1364/OPTICA.3.000151|bibcode=2016Optic...3..151J|doi-access=free}}</ref> यह इंटरेक्शन कैनेटीक्स के साथ-साथ गतिशील संरचनात्मक परिवर्तन जैसे लिपोसोम पतन की जांच करता है<ref>{{cite journal|last1=Granqvist|first1=Niko|last2=Yliperttula|first2=Marjo|last3=Välimäki|first3=Salla|last4=Pulkkinen|first4=Petri|last5=Tenhu|first5=Heikki|last6=Viitala|first6=Tapani|title=सब्सट्रेट सरफेस केमिस्ट्री द्वारा लिपिड परतों की आकृति विज्ञान का नियंत्रण|journal=Langmuir|date=18 March 2014|volume=30|issue=10|pages=2799–2809|doi=10.1021/la4046622|pmid=24564782}}</ref> या विभिन्न पीएच में परतों की सूजन। द्वि-ध्रुवीकरण इंटरफेरोमेट्री का उपयोग द्विप्रतिरोधी पतली फिल्मों में क्रम और व्यवधान को निर्धारित करने के लिए किया जाता है।<ref>
विशुद्ध रूप से ऑप्टिकल तकनीकों का उपयोग विभिन्न प्रकार की परिस्थितियों में अंतरपृष्‍ठ का अध्ययन करने के लिए किया जा सकता है। परावर्तन-अवशोषण अवरक्त, दोहरे ध्रुवीकरण इंटरफेरोमेट्री, सतह-संवर्धित रमन स्पेक्ट्रोस्कोपी और [[योग आवृत्ति पीढ़ी स्पेक्ट्रोस्कोपी]] का उपयोग ठोस-वैक्यूम के साथ-साथ ठोस-गैस, ठोस-तरल और तरल-गैस सतहों की जांच के लिए किया जा सकता है। बहु-पैरामीट्रिक सतह प्लास्मोन प्रतिध्वनि ठोस-गैस, ठोस-तरल, तरल-गैस सतहों में काम करती है और उप-नैनोमीटर परतों का भी पता लगा सकती है।<ref>{{cite journal|last1=Jussila|first1=Henri|last2=Yang|first2=He|last3=Granqvist|first3=Niko|last4=Sun|first4=Zhipei|title=बड़े क्षेत्र की परमाणु-परत ग्राफीन फिल्म के लक्षण वर्णन के लिए सरफेस प्लास्मोन अनुनाद|journal=Optica|date=5 February 2016|volume=3|issue=2|pages=151|doi=10.1364/OPTICA.3.000151|bibcode=2016Optic...3..151J|doi-access=free}}</ref> यह इंटरेक्शन कैनेटीक्स के साथ-साथ गतिशील संरचनात्मक परिवर्तन जैसे लिपोसोम पतन की जांच करता है<ref>{{cite journal|last1=Granqvist|first1=Niko|last2=Yliperttula|first2=Marjo|last3=Välimäki|first3=Salla|last4=Pulkkinen|first4=Petri|last5=Tenhu|first5=Heikki|last6=Viitala|first6=Tapani|title=सब्सट्रेट सरफेस केमिस्ट्री द्वारा लिपिड परतों की आकृति विज्ञान का नियंत्रण|journal=Langmuir|date=18 March 2014|volume=30|issue=10|pages=2799–2809|doi=10.1021/la4046622|pmid=24564782}}</ref> या विभिन्न पीएच में परतों की सूजन। द्वि-ध्रुवीकरण इंटरफेरोमेट्री का उपयोग द्विप्रतिरोधी पतली फिल्मों में क्रम और व्यवधान को निर्धारित करने के लिए किया जाता है।<ref>
{{cite journal
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  |last1=Mashaghi |first1=A
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}}</ref> इसका उपयोग, उदाहरण के लिए, लिपिड बाइलेयर्स के गठन और झिल्ली प्रोटीन के साथ उनकी बातचीत का अध्ययन करने के लिए किया गया है।
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[[अपव्यय निगरानी के साथ क्वार्ट्ज क्रिस्टल माइक्रोबैलेंस]] जैसी ध्वनिक तकनीकों का उपयोग ठोस-वैक्यूम, ठोस-गैस और ठोस-तरल इंटरफेस के समय-समाधान माप के लिए किया जाता है। यह विधि अणु-सतह की बातचीत के साथ-साथ संरचनात्मक परिवर्तनों और एडलेयर के विस्कोलेस्टिक गुणों के विश्लेषण की अनुमति देती है।
[[अपव्यय निगरानी के साथ क्वार्ट्ज क्रिस्टल माइक्रोबैलेंस|अपव्यय निगरानी के साथ क्वार्ट्ज मणिभ माइक्रोबैलेंस]] जैसी ध्वनिक तकनीकों का उपयोग ठोस-वैक्यूम, ठोस-गैस और ठोस-तरल अंतरपृष्‍ठ के समय-समाधान माप के लिए किया जाता है। यह विधि अणु-सतह की बातचीत के साथ-साथ संरचनात्मक परिवर्तनों और एडलेयर के विस्कोलेस्टिक गुणों के विश्लेषण की अनुमति देती है।


एक्स-रे स्कैटरिंग और स्पेक्ट्रोस्कोपी तकनीकों का उपयोग सतहों और इंटरफेस को चिह्नित करने के लिए भी किया जाता है। जबकि इनमें से कुछ मापों को [[एक्स-रे ट्यूब]] | प्रयोगशाला एक्स-रे स्रोतों का उपयोग करके किया जा सकता है, कई को [[सिंक्रोट्रॉन विकिरण]] की उच्च तीव्रता और ऊर्जा ट्यूनेबिलिटी की आवश्यकता होती है। एक्स-रे क्रिस्टल ट्रंकेशन रॉड्स (सीटीआर) और एक्स-रे स्टैंडिंग वेव्स | एक्स-रे स्टैंडिंग वेव (एक्सएसडब्ल्यू) माप उप-एंगस्ट्रॉम रिज़ॉल्यूशन के साथ सतह और सोखना संरचनाओं में परिवर्तन की जांच करते हैं। [[भूतल-विस्तारित एक्स-रे अवशोषण ठीक संरचना]] (SEXAFS) माप समन्वय संरचना और adsorbates की रासायनिक स्थिति को प्रकट करते हैं। चराई-घटना छोटे-कोण बिखरने | चराई-घटना छोटे कोण एक्स-रे बिखरने (GISAXS) से सतहों पर [[नैनोकणों]] का आकार, आकार और अभिविन्यास प्राप्त होता है।<ref>{{Cite journal | doi=10.1016/j.surfrep.2009.07.002| bibcode=2009SurSR..64..255R| title=ग्रेज़िंग इंसीडेंस स्मॉल एंगल एक्स-रे स्कैटरिंग के साथ प्रोबिंग सतह और इंटरफ़ेस आकारिकी| year=2009| last1=Renaud| first1=Gilles| last2=Lazzari| first2=Rémi| last3=Leroy| first3=Frédéric| journal=Surface Science Reports| volume=64| issue=8| pages=255–380}}</ref> [[चराई घटना विवर्तन]] | चराई-घटना एक्स-रे विवर्तन (GIXD, GIXRD) का उपयोग करके पतली फिल्मों की क्रिस्टल संरचना और [[बनावट (क्रिस्टलीय)]] की जांच की जा सकती है।
एक्स-रे स्कैटरिंग और स्पेक्ट्रोस्कोपी तकनीकों का उपयोग सतहों और अंतरपृष्‍ठ को चिह्नित करने के लिए भी किया जाता है। जबकि इनमें से कुछ मापों को [[एक्स-रे ट्यूब]] | प्रयोगशाला एक्स-रे स्रोतों का उपयोग करके किया जा सकता है, कई को [[सिंक्रोट्रॉन विकिरण]] की उच्च तीव्रता और ऊर्जा ट्यूनेबिलिटी की आवश्यकता होती है। एक्स-रे मणिभ ट्रंकेशन रॉड्स (सीटीआर) और एक्स-रे स्टैंडिंग वेव्स | एक्स-रे स्टैंडिंग वेव (एक्सएसडब्ल्यू) माप उप-एंगस्ट्रॉम रिज़ॉल्यूशन के साथ सतह और सोखना संरचनाओं में परिवर्तन की जांच करते हैं। [[भूतल-विस्तारित एक्स-रे अवशोषण ठीक संरचना]] (SEXAFS) माप समन्वय संरचना और adsorbates की रासायनिक स्थिति को प्रकट करते हैं। चराई-घटना छोटे-कोण बिखरने | चराई-घटना छोटे कोण एक्स-रे बिखरने (GISAXS) से सतहों पर [[नैनोकणों]] का आकार, आकार और अभिविन्यास प्राप्त होता है।<ref>{{Cite journal | doi=10.1016/j.surfrep.2009.07.002| bibcode=2009SurSR..64..255R| title=ग्रेज़िंग इंसीडेंस स्मॉल एंगल एक्स-रे स्कैटरिंग के साथ प्रोबिंग सतह और इंटरफ़ेस आकारिकी| year=2009| last1=Renaud| first1=Gilles| last2=Lazzari| first2=Rémi| last3=Leroy| first3=Frédéric| journal=Surface Science Reports| volume=64| issue=8| pages=255–380}}</ref> [[चराई घटना विवर्तन]] | चराई-घटना एक्स-रे विवर्तन (GIXD, GIXRD) का उपयोग करके पतली फिल्मों की मणिभ संरचना और [[बनावट (क्रिस्टलीय)|बनावट (मणिभीय)]] की जांच की जा सकती है।


एक्स-रे [[photoelectrons]] स्पेक्ट्रोस्कोपी (एक्सपीएस) सतह की प्रजातियों के रासायनिक राज्यों को मापने और सतह संदूषण की उपस्थिति का पता लगाने के लिए एक मानक उपकरण है। लगभग 10-1000 [[इलेक्ट्रॉनवोल्ट]] की गतिज ऊर्जा वाले फोटोइलेक्ट्रॉनों का पता लगाकर सतह की संवेदनशीलता प्राप्त की जाती है, जिनके पास केवल कुछ नैनोमीटर के अकुशल माध्य मुक्त पथ होते हैं। अधिक यथार्थवादी गैस-ठोस और तरल-ठोस इंटरफेस की जांच के लिए इस तकनीक को निकट-परिवेश दबावों (परिवेश दबाव XPS, AP-XPS) पर संचालित करने के लिए विस्तारित किया गया है।<ref>{{Cite journal |doi = 10.1557/mrs2007.211|title = सीटू एक्स-रे फोटोइलेक्ट्रॉन स्पेक्ट्रोस्कोपी में निकट-परिवेश स्थितियों में गैस-ठोस इंटरफेस का अध्ययन|year = 2007|last1 = Bluhm|first1 = Hendrik|last2 = Hävecker|first2 = Michael|last3 = Knop-Gericke|first3 = Axel|last4 = Kiskinova|first4 = Maya|last5 = Schlögl|first5 = Robert|last6 = Salmeron|first6 = Miquel|journal = MRS Bulletin|volume = 32|issue = 12|pages = 1022–1030| s2cid=55577979 |url = https://digital.library.unt.edu/ark:/67531/metadc900709/}}</ref> सिंक्रोट्रॉन प्रकाश स्रोतों पर हार्ड एक्स-रे के साथ एक्सपीएस का प्रदर्शन कई केवी (हार्ड एक्स-रे फोटोइलेक्ट्रॉन स्पेक्ट्रोस्कोपी, एचएएक्सपीईएस) की गतिज ऊर्जा के साथ फोटोइलेक्ट्रॉन पैदा करता है, जो दबे हुए इंटरफेस से रासायनिक जानकारी तक पहुंच को सक्षम करता है।<ref>{{Cite journal |doi = 10.1103/PhysRevLett.102.176805|pmid = 19518810|arxiv = 0809.1917|bibcode = 2009PhRvL.102q6805S|title = हार्ड एक्स-रे फोटोइलेक्ट्रॉन स्पेक्ट्रोस्कोपी के साथ LaAlO3/SrTiO3Heterostructures के इंटरफ़ेस इलेक्ट्रॉन गैस की रूपरेखा|year = 2009|last1 = Sing|first1 = M.|last2 = Berner|first2 = G.|last3 = Goß|first3 = K.|last4 = Müller|first4 = A.|last5 = Ruff|first5 = A.|last6 = Wetscherek|first6 = A.|last7 = Thiel|first7 = S.|last8 = Mannhart|first8 = J.|last9 = Pauli|first9 = S. A.|last10 = Schneider|first10 = C. W.|last11 = Willmott|first11 = P. R.|last12 = Gorgoi|first12 = M.|last13 = Schäfers|first13 = F.|last14 = Claessen|first14 = R.|journal = Physical Review Letters|volume = 102|issue = 17|pages = 176805|s2cid = 43739895}}</ref>
एक्स-रे [[photoelectrons]] स्पेक्ट्रोस्कोपी (एक्सपीएस) सतह की प्रजातियों के रासायनिक राज्यों को मापने और सतह संदूषण की उपस्थिति का पता लगाने के लिए एक मानक उपकरण है। लगभग 10-1000 [[इलेक्ट्रॉनवोल्ट]] की गतिज ऊर्जा वाले फोटोइलेक्ट्रॉनों का पता लगाकर सतह की संवेदनशीलता प्राप्त की जाती है, जिनके पास केवल कुछ नैनोमीटर के अकुशल माध्य मुक्त पथ होते हैं। अधिक यथार्थवादी गैस-ठोस और तरल-ठोस अंतरपृष्‍ठ की जांच के लिए इस तकनीक को निकट-परिवेश दबावों (परिवेश दबाव XPS, AP-XPS) पर संचालित करने के लिए विस्तारित किया गया है।<ref>{{Cite journal |doi = 10.1557/mrs2007.211|title = सीटू एक्स-रे फोटोइलेक्ट्रॉन स्पेक्ट्रोस्कोपी में निकट-परिवेश स्थितियों में गैस-ठोस इंटरफेस का अध्ययन|year = 2007|last1 = Bluhm|first1 = Hendrik|last2 = Hävecker|first2 = Michael|last3 = Knop-Gericke|first3 = Axel|last4 = Kiskinova|first4 = Maya|last5 = Schlögl|first5 = Robert|last6 = Salmeron|first6 = Miquel|journal = MRS Bulletin|volume = 32|issue = 12|pages = 1022–1030| s2cid=55577979 |url = https://digital.library.unt.edu/ark:/67531/metadc900709/}}</ref> सिंक्रोट्रॉन प्रकाश स्रोतों पर हार्ड एक्स-रे के साथ एक्सपीएस का प्रदर्शन कई केवी (हार्ड एक्स-रे फोटोइलेक्ट्रॉन स्पेक्ट्रोस्कोपी, एचएएक्सपीईएस) की गतिज ऊर्जा के साथ फोटोइलेक्ट्रॉन पैदा करता है, जो दबे हुए अंतरपृष्‍ठ से रासायनिक जानकारी तक पहुंच को सक्षम करता है।<ref>{{Cite journal |doi = 10.1103/PhysRevLett.102.176805|pmid = 19518810|arxiv = 0809.1917|bibcode = 2009PhRvL.102q6805S|title = हार्ड एक्स-रे फोटोइलेक्ट्रॉन स्पेक्ट्रोस्कोपी के साथ LaAlO3/SrTiO3Heterostructures के इंटरफ़ेस इलेक्ट्रॉन गैस की रूपरेखा|year = 2009|last1 = Sing|first1 = M.|last2 = Berner|first2 = G.|last3 = Goß|first3 = K.|last4 = Müller|first4 = A.|last5 = Ruff|first5 = A.|last6 = Wetscherek|first6 = A.|last7 = Thiel|first7 = S.|last8 = Mannhart|first8 = J.|last9 = Pauli|first9 = S. A.|last10 = Schneider|first10 = C. W.|last11 = Willmott|first11 = P. R.|last12 = Gorgoi|first12 = M.|last13 = Schäfers|first13 = F.|last14 = Claessen|first14 = R.|journal = Physical Review Letters|volume = 102|issue = 17|pages = 176805|s2cid = 43739895}}</ref>
आधुनिक भौतिक विश्लेषण विधियों में स्कैनिंग टनलिंग माइक्रोस्कोप | स्कैनिंग-टनलिंग माइक्रोस्कोपी (एसटीएम) और [[परमाणु बल माइक्रोस्कोपी]] (एएफएम) सहित विधियों का एक परिवार शामिल है। इन सूक्ष्मदर्शी ने कई सतहों की भौतिक संरचना को मापने के लिए सतह वैज्ञानिकों की क्षमता और इच्छा में काफी वृद्धि की है। उदाहरण के लिए, वे वास्तविक अंतरिक्ष में ठोस-गैस इंटरफ़ेस पर प्रतिक्रियाओं का पालन करना संभव बनाते हैं, यदि वे साधन द्वारा सुलभ समय के पैमाने पर आगे बढ़ते हैं।<ref>{{cite journal | last1 = Wintterlin | first1 = J. | last2 = Völkening | first2 = S. | last3 = Janssens | first3 = T. V. W. | last4 = Zambelli | first4 = T. | last5 = Ertl | first5 = G. | date = 1997 | title = सतह-उत्प्रेरित प्रतिक्रिया की परमाणु और स्थूल प्रतिक्रिया दर| journal = [[Science (journal)|Science]] | volume = 278 | issue = 5345 | pages = 1931–4 | doi = 10.1126/science.278.5345.1931 |bibcode = 1997Sci...278.1931W | pmid=9395392}}</ref><ref>{{cite journal | last1 = Waldmann | first1 = T. | display-authors = etal  | date = 2012 | title = एक कार्बनिक एडलेयर का ऑक्सीकरण: एक विहंगम दृश्य| journal = [[Journal of the American Chemical Society]] | volume = 134 | issue = 21 | pages = 8817–8822 | doi = 10.1021/ja302593v | pmid=22571820}}</ref>
आधुनिक भौतिक विश्लेषण विधियों में स्कैनिंग टनलिंग माइक्रोस्कोप | स्कैनिंग-टनलिंग माइक्रोस्कोपी (एसटीएम) और [[परमाणु बल माइक्रोस्कोपी]] (एएफएम) सहित विधियों का एक परिवार सम्मिलित है। इन सूक्ष्मदर्शी ने कई सतहों की भौतिक संरचना को मापने के लिए सतह वैज्ञानिकों की क्षमता और इच्छा में काफी वृद्धि की है। उदाहरण के लिए, वे वास्तविक अंतरिक्ष में ठोस-गैस अंतरपृष्‍ठ पर प्रतिक्रियाओं का पालन करना संभव बनाते हैं, यदि वे साधन द्वारा सुलभ समय के पैमाने पर आगे बढ़ते हैं।<ref>{{cite journal | last1 = Wintterlin | first1 = J. | last2 = Völkening | first2 = S. | last3 = Janssens | first3 = T. V. W. | last4 = Zambelli | first4 = T. | last5 = Ertl | first5 = G. | date = 1997 | title = सतह-उत्प्रेरित प्रतिक्रिया की परमाणु और स्थूल प्रतिक्रिया दर| journal = [[Science (journal)|Science]] | volume = 278 | issue = 5345 | pages = 1931–4 | doi = 10.1126/science.278.5345.1931 |bibcode = 1997Sci...278.1931W | pmid=9395392}}</ref><ref>{{cite journal | last1 = Waldmann | first1 = T. | display-authors = etal  | date = 2012 | title = एक कार्बनिक एडलेयर का ऑक्सीकरण: एक विहंगम दृश्य| journal = [[Journal of the American Chemical Society]] | volume = 134 | issue = 21 | pages = 8817–8822 | doi = 10.1021/ja302593v | pmid=22571820}}</ref>




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*स्व-समूहन
*स्व-समूहन
*चरण (मामला)
*चरण (मामला)
*इंटरफ़ेस (रसायन विज्ञान)
*अंतरपृष्‍ठ (रसायन विज्ञान)
*भौतिक विज्ञान
*भौतिक विज्ञान
*इंटरफ़ेस और कोलाइड विज्ञान
*अंतरपृष्‍ठ और कोलाइड विज्ञान
*विषम कटैलिसीस
*विषम उद्दीपन
*ईंधन सेल
*ईंधन सेल
*गोंद
*गोंद
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*चराई-घटना लघु-कोण प्रकीर्णन
*चराई-घटना लघु-कोण प्रकीर्णन
*बेलोचदार मतलब मुक्त पथ
*बेलोचदार मतलब मुक्त पथ
*क्रिस्टल की संरचना
*मणिभ की संरचना
==बाहरी संबंध==
==बाहरी संबंध==
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Revision as of 23:55, 15 December 2022

For पत्रिका के लिए, see भूतल विज्ञान (पत्रिका).

भूतल विज्ञान भौतिकी और रसायन विज्ञान की घटनाओं का अध्ययन है जो ठोस-तरल अंतरपृष्‍ठ, ठोस-गैस अंतरपृष्‍ठ, ठोस-निर्वात अंतरपृष्‍ठ और तरल-गैस अंतरपृष्‍ठ सहित दो चरण (पदार्थ) के अंतरपृष्‍ठ (रसायन विज्ञान) में होता है। इसमें सतह रसायन और सतह भौतिकी के क्षेत्र सम्मिलित है।[1] कुछ संबंधित व्यावहारिक अनुप्रयोगों को सतह अभियांत्रिकी के रूप में वर्गीकृत किया गया है। विज्ञान विषम उत्प्रेरण, अर्धचालक उपकरण निर्माण, ईंधन कोशिकाओं, आत्म इकट्ठे एकस्तरी और आसंजक जैसी अवधारणाओं को सम्मिलित करता है। भूतल विज्ञान अंतरपृष्‍ठ और कोलाइड विज्ञान से निकटता से संबंधित है।[2] अंतरापृष्ठीय रसायन विज्ञान और भौतिक विज्ञान दोनों के लिए सामान्य विषय हैं। कार्यविधि अलग हैं। इसके अलावा, अंतरपृष्‍ठ और कोलाइड विज्ञान स्थूलदर्शीय प्रतिभास का अध्ययन करता है जो अंतरपृष्‍ठ की विशिष्टता के कारण विषम प्रणालियों में होती हैं।

इतिहास

सतह रसायन विज्ञान का क्षेत्र हाइड्रोजनीकरण पर पॉल सबेटियर (रसायनज्ञ) और हैबर प्रक्रिया पर फ्रिट्ज हैबर द्वारा अग्रणी विषम उद्दीपन के साथ प्रारंभ हुआ।[3] इरविंग लैंगमुइर भी इस क्षेत्र के संस्थापकों में से एक थे, और सतह विज्ञान पर वैज्ञानिक पत्रिका, लैंगमुइर (पत्रिका), उनके नाम पर है। लैंगमुइर समीकरण का उपयोग एकस्तर अवशोषण के प्रतिरूप के लिए किया जाता है, जहां सभी सतह अवशोषण वाली स्थान में अवशोषण वाली प्रजातियों के लिए समान संबंध होते हैं और एक दूसरे के साथ बातचीत नहीं करते हैं। 1974 में गेरहार्ड एर्टल ने पहली बार LEED नामक एक नई तकनीक का उपयोग करके एक पैलेडियम सतह पर हाइड्रोजन के अवशोषण का वर्णन किया।[4] प्लैटिनम ,[5] गिलट,[6][7] और लोहे[8] के साथ इसी तरह के अध्ययन का पालन किया गया। भूतल विज्ञान में सबसे पुनः विकास में रसायन विज्ञान विजेता गेरहार्ड एर्टल की सतह रसायन विज्ञान में विशेष रूप से 2007 का नोबेल पुरस्कार सम्मिलित है। कार्बन मोनोऑक्साइड अणुओं और प्लेटिनम सतहों के बीच परस्पर क्रिया की उनकी जांच।

रसायन विज्ञान

पृष्ठ रसायन को स्थूलतः अंतरपृष्‍ठ पर रासायनिक पदार्थ प्रतिक्रियाओं के अध्ययन के रूप में परिभाषित किया जा सकता है। यह सतह अभियांत्रिक से निकटता से संबंधित है, जिसका उद्देश्य सतह या अंतरपृष्‍ठ के गुणों में विभिन्न वांछित प्रभाव या सुधार उत्पन्न करने वाले चयनित तत्वों या कार्यात्मक समूहों को सम्मिलित करके सतह की रासायनिक संरचना को संशोधित करना है। विषम उद्दीपन, विद्युत रसायन और भू-रसायन शास्त्र के क्षेत्र में भूतल विज्ञान का विशेष महत्व है।

उद्दीपन

सतह पर गैस या तरल अणुओं के आसंजन को अधिशोषण के रूप में जाना जाता है। यह या तो रासायनिक अधिशोषण या भौतिक अधिशोषण के कारण हो सकता है, और उत्प्रेरक सतह पर आणविक अधिशोषण की ताकत उत्प्रेरक के प्रदर्शन के लिए गंभीर रूप से महत्वपूर्ण है (सबेटियर सिद्धांत देखें)। तथापि, इन घटनाओं का वास्तविक उत्प्रेरक कणों में अध्ययन करना मुश्किल है, जिनकी जटिल संरचनाएं हैं। इसके बदले, प्लेटिनम जैसी उत्प्रेरक रूप से सक्रिय पदार्थ की अच्छी तरह से परिभाषित एकल मणिभ सतहों को अक्सर प्रतिरूप उत्प्रेरक के रूप में उपयोग किया जाता है। उत्प्रेरक सक्रिय धातु कणों और सहायक ऑक्साइड के बीच बातचीत का अध्ययन करने के लिए बहु-घटक पदार्थ प्रणालियों का उपयोग किया जाता है; ये एकल मणिभ सतह पर अति-पतली आवरण या कणों के बढ़ने से उत्पन्न होते हैं।[9]

इन सतहों की संरचना और रासायनिक व्यवहार के बीच संबंधों का अध्ययन अति उच्च वैक्यूम तकनीकों का उपयोग करके किया जाता है, जिसमें सोखना और थर्मल desorption स्पेक्ट्रोस्कोपी | परिणामों को रासायनिक प्रतिरूप में डाला जा सकता है या नए उत्प्रेरकों के तर्कसंगत डिजाइन की ओर इस्तेमाल किया जा सकता है। सतह विज्ञान मापन की परमाणु-पैमाने की सटीकता के कारण प्रतिक्रिया तंत्र को भी स्पष्ट किया जा सकता है।[10]


विद्युत रसायन

इलेक्ट्रोकैमिस्ट्री एक ठोस-तरल या तरल-तरल अंतरपृष्‍ठ पर लागू क्षमता के माध्यम से संचालित प्रक्रियाओं का अध्ययन है। इलेक्ट्रोड-इलेक्ट्रोलाइट अंतरपृष्‍ठ का व्यवहार विद्युत डबल परत बनाने वाले अंतरपृष्‍ठ के बगल में तरल चरण में आयनों के वितरण से प्रभावित होता है। स्कैनिंग जांच माइक्रोस्कोपी | स्पेक्ट्रोस्कोपी, स्कैनिंग जांच माइक्रोस्कोपी[11] और एक्स-रे मणिभ ट्रंकेशन रॉड | सतह एक्स-रे स्कैटरिंग।[12][13] ये अध्ययन पारंपरिक इलेक्ट्रोकेमिकल तकनीकों जैसे कि चक्रीय वोल्टामीटर को अंतरपृष्‍ठियल प्रक्रियाओं की प्रत्यक्ष टिप्पणियों से जोड़ते हैं।

भू-रसायन

लौह चक्र और मिट्टी के संदूषण जैसी भूगर्भिक घटनाएँ खनिजों और उनके पर्यावरण के बीच अंतरापृष्ठ द्वारा नियंत्रित होती हैं। खनिज-समाधान अंतरपृष्‍ठ के परमाणु-पैमाने की संरचना और रासायनिक गुणों का अध्ययन सीटू सिंक्रोट्रॉन प्रकाश स्रोत एक्स-रे तकनीकों जैसे एक्स-रे परावर्तकता, एक्स-रे खड़ी लहरें और एक्स-रे अवशोषण स्पेक्ट्रोस्कोपी के साथ-साथ स्कैनिंग जांच माइक्रोस्कोपी का उपयोग करके किया जाता है। . उदाहरण के लिए, खनिज सतहों पर विषाक्त भारी धातु या एक्टिनाइड अवशोषण के अध्ययन से अवशोषण के आणविक-पैमाने के विवरण का पता चलता है, जिससे यह अनुमान लगाया जा सकता है कि ये संदूषक मिट्टी के माध्यम से कैसे यात्रा करते हैं।[14] या प्राकृतिक विघटन-वर्षा चक्रों को बाधित करें।[15]


भौतिकी

सतह भौतिकी को मोटे तौर पर परिभाषित किया जा सकता है कि अंतरपृष्‍ठ पर होने वाली भौतिक बातचीत के अध्ययन के रूप में। यह सतह रसायन शास्त्र के साथ ओवरलैप करता है। सतह भौतिकी में जांच किए गए कुछ विषयों में घर्षण, सतह की स्थिति, सतह का प्रसार, सतह का पुनर्निर्माण, सतह के फोनोन और plasmon, epitaxy, उत्सर्जन और इलेक्ट्रॉनों की क्वांटम टनलिंग, spintronics और सतहों पर नैनोसंरचनाओं का स्व-संयोजन सम्मिलित हैं। सतहों पर प्रक्रियाओं की जांच करने की तकनीकों में सतह एक्स-रे प्रकीर्णन, स्कैनिंग जांच माइक्रोस्कोपी, सतह-संवर्धित रमन स्पेक्ट्रोस्कोपी और एक्स - रे फ़ोटोइलैक्ट्रॉन स्पेक्ट्रोस्कोपी | एक्स-रे फोटोइलेक्ट्रॉन स्पेक्ट्रोस्कोपी (एक्सपीएस) सम्मिलित हैं।

विश्लेषण तकनीक

सतहों के अध्ययन और विश्लेषण में भौतिक और रासायनिक विश्लेषण तकनीक दोनों सम्मिलित हैं।

कई आधुनिक विधियाँ वैक्यूम के संपर्क में आने वाले अंतरपृष्‍ठ (मामला)पदार्थ) के सबसे ऊपरी 1-10 एनएम की जांच करती हैं। इनमें कोण-समाधान फोटो उत्सर्जन स्पेक्ट्रोस्कोपी (ARPES), एक्स-रे फोटोइलेक्ट्रॉन स्पेक्ट्रोस्कोपी (XPS), ऑगर इलेक्ट्रॉन स्पेक्ट्रोस्कोपी (AES), कम ऊर्जा इलेक्ट्रॉन विवर्तन (LEED), इलेक्ट्रॉन ऊर्जा हानि स्पेक्ट्रोस्कोपी (EELS), थर्मल डिसोर्शन स्पेक्ट्रोस्कोपी (TPD) सम्मिलित हैं। , आयन प्रकीर्णन स्पेक्ट्रोस्कोपी (ISS), द्वितीयक आयन मास स्पेक्ट्रोमेट्री, दोहरे ध्रुवीकरण इंटरफेरोमेट्री, और अन्य सतह विश्लेषण विधियों को पदार्थ विश्लेषण विधियों की सूची में सम्मिलित किया गया है। इनमें से कई तकनीकों में वैक्यूम की आवश्यकता होती है क्योंकि वे अध्ययन के तहत सतह से उत्सर्जित इलेक्ट्रॉनों या आयनों का पता लगाने पर भरोसा करते हैं। इसके अलावा, सामान्य अल्ट्रा-हाई वैक्यूम में, 10 की सीमा में−7 पास्कल (यूनिट) दबाव या बेहतर, एक निश्चित समय अवधि में नमूने तक पहुंचने वाले अणुओं की संख्या को कम करके, अवशिष्ट गैस द्वारा सतह के संदूषण को कम करना आवश्यक है। 0.1 एमपीए (10−6 torr) एक संदूषक का आंशिक दबाव और तापमान और दबाव के लिए मानक स्थितियां, यह केवल 1 सेकंड के क्रम में एक सतह को दूषित करने वाले एक-से-एक एकस्तर के साथ सतह परमाणुओं को कवर करने के लिए लेता है, इतना माप के लिए कम दबाव की आवश्यकता होती है। यह पदार्थ के (संख्या) विशिष्ट सतह क्षेत्र और गैसों के गतिज सिद्धांत से टकराव दर सूत्र के लिए परिमाण अनुमान के क्रम से पाया जाता है।

विशुद्ध रूप से ऑप्टिकल तकनीकों का उपयोग विभिन्न प्रकार की परिस्थितियों में अंतरपृष्‍ठ का अध्ययन करने के लिए किया जा सकता है। परावर्तन-अवशोषण अवरक्त, दोहरे ध्रुवीकरण इंटरफेरोमेट्री, सतह-संवर्धित रमन स्पेक्ट्रोस्कोपी और योग आवृत्ति पीढ़ी स्पेक्ट्रोस्कोपी का उपयोग ठोस-वैक्यूम के साथ-साथ ठोस-गैस, ठोस-तरल और तरल-गैस सतहों की जांच के लिए किया जा सकता है। बहु-पैरामीट्रिक सतह प्लास्मोन प्रतिध्वनि ठोस-गैस, ठोस-तरल, तरल-गैस सतहों में काम करती है और उप-नैनोमीटर परतों का भी पता लगा सकती है।[16] यह इंटरेक्शन कैनेटीक्स के साथ-साथ गतिशील संरचनात्मक परिवर्तन जैसे लिपोसोम पतन की जांच करता है[17] या विभिन्न पीएच में परतों की सूजन। द्वि-ध्रुवीकरण इंटरफेरोमेट्री का उपयोग द्विप्रतिरोधी पतली फिल्मों में क्रम और व्यवधान को निर्धारित करने के लिए किया जाता है।[18] इसका उपयोग, उदाहरण के लिए, लिपिड बाइलेयर्स के गठन और झिल्ली प्रोटीन के साथ उनकी बातचीत का अध्ययन करने के लिए किया गया है।

अपव्यय निगरानी के साथ क्वार्ट्ज मणिभ माइक्रोबैलेंस जैसी ध्वनिक तकनीकों का उपयोग ठोस-वैक्यूम, ठोस-गैस और ठोस-तरल अंतरपृष्‍ठ के समय-समाधान माप के लिए किया जाता है। यह विधि अणु-सतह की बातचीत के साथ-साथ संरचनात्मक परिवर्तनों और एडलेयर के विस्कोलेस्टिक गुणों के विश्लेषण की अनुमति देती है।

एक्स-रे स्कैटरिंग और स्पेक्ट्रोस्कोपी तकनीकों का उपयोग सतहों और अंतरपृष्‍ठ को चिह्नित करने के लिए भी किया जाता है। जबकि इनमें से कुछ मापों को एक्स-रे ट्यूब | प्रयोगशाला एक्स-रे स्रोतों का उपयोग करके किया जा सकता है, कई को सिंक्रोट्रॉन विकिरण की उच्च तीव्रता और ऊर्जा ट्यूनेबिलिटी की आवश्यकता होती है। एक्स-रे मणिभ ट्रंकेशन रॉड्स (सीटीआर) और एक्स-रे स्टैंडिंग वेव्स | एक्स-रे स्टैंडिंग वेव (एक्सएसडब्ल्यू) माप उप-एंगस्ट्रॉम रिज़ॉल्यूशन के साथ सतह और सोखना संरचनाओं में परिवर्तन की जांच करते हैं। भूतल-विस्तारित एक्स-रे अवशोषण ठीक संरचना (SEXAFS) माप समन्वय संरचना और adsorbates की रासायनिक स्थिति को प्रकट करते हैं। चराई-घटना छोटे-कोण बिखरने | चराई-घटना छोटे कोण एक्स-रे बिखरने (GISAXS) से सतहों पर नैनोकणों का आकार, आकार और अभिविन्यास प्राप्त होता है।[19] चराई घटना विवर्तन | चराई-घटना एक्स-रे विवर्तन (GIXD, GIXRD) का उपयोग करके पतली फिल्मों की मणिभ संरचना और बनावट (मणिभीय) की जांच की जा सकती है।

एक्स-रे photoelectrons स्पेक्ट्रोस्कोपी (एक्सपीएस) सतह की प्रजातियों के रासायनिक राज्यों को मापने और सतह संदूषण की उपस्थिति का पता लगाने के लिए एक मानक उपकरण है। लगभग 10-1000 इलेक्ट्रॉनवोल्ट की गतिज ऊर्जा वाले फोटोइलेक्ट्रॉनों का पता लगाकर सतह की संवेदनशीलता प्राप्त की जाती है, जिनके पास केवल कुछ नैनोमीटर के अकुशल माध्य मुक्त पथ होते हैं। अधिक यथार्थवादी गैस-ठोस और तरल-ठोस अंतरपृष्‍ठ की जांच के लिए इस तकनीक को निकट-परिवेश दबावों (परिवेश दबाव XPS, AP-XPS) पर संचालित करने के लिए विस्तारित किया गया है।[20] सिंक्रोट्रॉन प्रकाश स्रोतों पर हार्ड एक्स-रे के साथ एक्सपीएस का प्रदर्शन कई केवी (हार्ड एक्स-रे फोटोइलेक्ट्रॉन स्पेक्ट्रोस्कोपी, एचएएक्सपीईएस) की गतिज ऊर्जा के साथ फोटोइलेक्ट्रॉन पैदा करता है, जो दबे हुए अंतरपृष्‍ठ से रासायनिक जानकारी तक पहुंच को सक्षम करता है।[21] आधुनिक भौतिक विश्लेषण विधियों में स्कैनिंग टनलिंग माइक्रोस्कोप | स्कैनिंग-टनलिंग माइक्रोस्कोपी (एसटीएम) और परमाणु बल माइक्रोस्कोपी (एएफएम) सहित विधियों का एक परिवार सम्मिलित है। इन सूक्ष्मदर्शी ने कई सतहों की भौतिक संरचना को मापने के लिए सतह वैज्ञानिकों की क्षमता और इच्छा में काफी वृद्धि की है। उदाहरण के लिए, वे वास्तविक अंतरिक्ष में ठोस-गैस अंतरपृष्‍ठ पर प्रतिक्रियाओं का पालन करना संभव बनाते हैं, यदि वे साधन द्वारा सुलभ समय के पैमाने पर आगे बढ़ते हैं।[22][23]


यह भी देखें


संदर्भ

  1. ↑ Prutton, Martin (1994). भूतल भौतिकी का परिचय. Oxford University Press. ISBN 978-0-19-853476-1.
  2. ↑ Luklema, J. (1995–2005). इंटरफेस और कोलाइड साइंस के फंडामेंटल. Vol. 1–5. Academic Press.
  3. ↑ Wennerström, Håkan; Lidin, Sven. "रसायन विज्ञान में नोबेल पुरस्कार पर वैज्ञानिक पृष्ठभूमि 2007 ठोस सतहों पर रासायनिक प्रक्रियाएं" (PDF).
  4. ↑ Conrad, H.; Ertl, G.; Latta, E.E. (February 1974). "पैलेडियम एकल क्रिस्टल सतहों पर हाइड्रोजन का सोखना". Surface Science. 41 (2): 435–446. Bibcode:1974SurSc..41..435C. doi:10.1016/0039-6028(74)90060-0.
  5. ↑ Christmann, K.; Ertl, G.; Pignet, T. (February 1976). "Pt(111) सतह पर हाइड्रोजन का सोखना". Surface Science. 54 (2): 365–392. Bibcode:1976SurSc..54..365C. doi:10.1016/0039-6028(76)90232-6.
  6. ↑ Christmann, K.; Schober, O.; Ertl, G.; Neumann, M. (June 1, 1974). "निकल एकल क्रिस्टल सतहों पर हाइड्रोजन का सोखना". The Journal of Chemical Physics. 60 (11): 4528–4540. Bibcode:1974JChPh..60.4528C. doi:10.1063/1.1680935.
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