10.2 ZnO Nanocrystals Passivated with H, N, and O . . . . . . . . . . . 209
10.2.1 ZPS: Size-Induced Entrapment-Polarization
Transition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 209
10.2.2 Band Gap, Work Function, and Magnetism . . . . . . . . 211
10.3 Scratched SrTiO 3 Skin: Defect States . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 211
10.4 Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 212
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 213
11 Liquid Phase . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 215
11.1 Wonders of H 2 O Molecular Undercoordination and Salt
Hydration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 216
11.2 O:H–O Bond Oscillator Pair . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 218
11.2.1 Basic Rules for Water . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 218
11.2.2 O:H–O Bond Potentials and Cooperativity . . . . . . . . . 220
11.2.3 Specific Heat and Phase Transition . . . . . . . . . . . . . . . 221
11.3 Supersolidity and Quasisolidity . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 222
11.3.1 Signatures . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 222
11.3.2 Supercooling of Supersolid Phase . . . . . . . . . . . . . . . 223
11.4 Electron Spectrometrics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 224
11.4.1 STM and STS: Strong Polarization . . . . . . . . . . . . . . . 224
11.4.2 Water Skin: Entrapment and Polarization . . . . . . . . . . 225
11.4.3 Ultrafast PES: Nonbonding Electron Polarization . . . . 225
11.4.4 XAS: Supersolid Thermal Stability . . . . . . . . . . . . . . . 227
11.5 Proton Capture-Ability and Electron Emissibility of Halide
Anions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 233
11.6 Perspectives . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 235
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 237
12 Perspectives . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 243
12.1 Advantages and Attainments . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 243
12.2 Limitations and Precautions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 246
12.3 Prospects and Perspectives . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 247
Part II Electron Diffraction: Bond-Band-Barrier Transition
13 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 251
13.1 LEED, VLEED, STM/S, and PES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 251
13.2 O–Cu(001) Surface Reaction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 255
13.3 Objectives . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 258
13.4 Scope . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 258
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 259
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10.2.1 ZPS: Size-Induced Entrapment-Polarization
Transition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 209
10.2.2 Band Gap, Work Function, and Magnetism . . . . . . . . 211
10.3 Scratched SrTiO 3 Skin: Defect States . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 211
10.4 Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 212
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 213
11 Liquid Phase . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 215
11.1 Wonders of H 2 O Molecular Undercoordination and Salt
Hydration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 216
11.2 O:H–O Bond Oscillator Pair . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 218
11.2.1 Basic Rules for Water . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 218
11.2.2 O:H–O Bond Potentials and Cooperativity . . . . . . . . . 220
11.2.3 Specific Heat and Phase Transition . . . . . . . . . . . . . . . 221
11.3 Supersolidity and Quasisolidity . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 222
11.3.1 Signatures . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 222
11.3.2 Supercooling of Supersolid Phase . . . . . . . . . . . . . . . 223
11.4 Electron Spectrometrics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 224
11.4.1 STM and STS: Strong Polarization . . . . . . . . . . . . . . . 224
11.4.2 Water Skin: Entrapment and Polarization . . . . . . . . . . 225
11.4.3 Ultrafast PES: Nonbonding Electron Polarization . . . . 225
11.4.4 XAS: Supersolid Thermal Stability . . . . . . . . . . . . . . . 227
11.5 Proton Capture-Ability and Electron Emissibility of Halide
Anions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 233
11.6 Perspectives . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 235
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 237
12 Perspectives . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 243
12.1 Advantages and Attainments . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 243
12.2 Limitations and Precautions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 246
12.3 Prospects and Perspectives . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 247
Part II Electron Diffraction: Bond-Band-Barrier Transition
13 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 251
13.1 LEED, VLEED, STM/S, and PES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 251
13.2 O–Cu(001) Surface Reaction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 255
13.3 Objectives . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 258
13.4 Scope . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 258
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 259
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