Количественный анализ атомной структуры поверхностных фаз с помощью сканирующей туннельной микроскопии

• Автор: Утас, Татьяна Валерьевна
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Владивосток
• Количество страниц: 166 с. : ил.

1 Количественный анализ атомной структуры поверхностных фаз на кремнии с помощью сканирующей туннельной микроскопии (литературный обзор).

1.1 Основные представления о поверхностных структурах

1.2 Атомарно-чистые поверхности 81(100) и 81(111)

1.2.1 Атомная структура поверхности 81(100)2x1

1.2.2 Атомная структура поверхности 81(111)7x7

^ 1.3 Роль атомов адсорбата и кремния в формировании упорядоченных поверхностных структур “адсорбат-кремний”

1.3.1 Взаимодействие атомов адсорбата и подложки

1.3.2 Способы определения покрытия адсорбата в поверхностной фазе.

1.3.3 Плотность атомов кремния в верхнем слое поверхности

1.3.4 Уравнение баланса кремния до и после реконструкции поверхности

1.4 Магические нанокластеры на поверхностях 81(111) и 81(100). . Выводы по главе

2 Экспериментальная установка и методы исследования
2.1 Методы исследования
2.1.1 Сканирующая туннельная микроскопия
2.1.2 Сканирующая туннельная спектроскопия

2.1.3 Дифракция медленных электронов
2.2 Оборудование
2.3 Экспериментальные методики
2.3.1 Приготовление атомарно-чистой поверхности 81(100) и 81(111)
2.3.2 Калибровка температуры образца
2.3.3 Калибровка скорости напыления адсорбата
2.3.4 Методика определения плотности атомов Б1 верхнего слоя в поверхностных структурах адсорбат-кремний
2.3.5 Точность метода определения плотности атомов кремния в поверхностных фазах
Выводы по главе
Атомная структура поверхностных фаз А1 на поверхности 81(111)
3.1 Атомная структура 7-фазы и ее доменных границ
в субмонослойной системе А1/81(111)
3.1.1 СТМ изображения 7—фазы А1 на 81(111)
3.1.2 Периодичность и квазинериодичность 7—фазы
3.1.3 Доменные границы 7—фазы и их атомные структуры и состав
3.2 Атомная структура поверхностной фазы 31(111)/7х /7—А1
3.2.1 Условия получения поверхностной фазы 81(111)/ТХ/7—А1
3.2.2 Анализ СТМ изображений поверхности 81(111)/7х/7—А1
3.2.3 Атомная модель структуры 81(111)/7х/7 —/219,1°—А1
Выводы по главе
Исследование процессов формирования упорядоченных массивов магических нанокластеров А1/81(111) и 1п/81(100)
4.1 Магические нанокластеры 31(111)7x7—А1
4.1.1 Условия формирования упорядоченного массива магических нанокластеров А1—Э1 на 81(111)7x7
4.1.2 Анализ СТМ изображений массива магических кластеров А1-8ь

( 4.1.3 Механизм формирования совершенного массива магических кластеров
4.1.4 Островки магического размера со структурой /3x/3—А1, встроенные в поверхность Si(lll)v/7x/7—А1
4.2 Исследование легированных магических кластеров
Si(100)4x3—In
4.2.1 Состав и атомная структура магического нанокластера Si7lii6
4.2.2 Формирование суперрешетки из магических нанокластеров In-Si
4.2.3 Модификация части нанокластеров In-Si с сохранением периодичности массива
4.2.4 Определения состава модифицированного кластера In-Si
4.2.5 Атомное строение модифицированного кластера Sislrig
4.2.6 Модификация - легирование нанокластера
Выводы по главе
Общие выводы
Примечание
Список литературы

муле:
0^ = 2,08-25 (1.8)
Рис. 1.22. (а) СТМ изображение (7000x4000А2) поверхности 81(111)/зТхх/зТ—1и. (б) - Поверхностная фаза /31ху/31—1п (800x600А2) образуется на островках и террасе. Островки имеют высоту атомной ступени (одного бислоя), т.е. в островках кремния содержится на 2 МС больше чем в терассе. [55]
Используя выше описанную методику в работе [55] по формуле (1.8) было определено покрытие кремния в ПФ Б1(111)%/зТх /зТ— 1п. На рисунке 1.22 (а) показано СТМ изображение поверхности с равномерным распределением островков, образованных из вытесненных атомов кремния и адсорбата (островки выглядят светлее террасы, на которой они расположены). На СТМ изображении (рис. 1.22 (а)) видно, что островки по цвету (а значит и по высоте) совпадают с цветом вышележащей террасы, следовательно высоты островков и ступени одинаковые и равны по 2 МС. Можно заметить отсутствие островков вблизи ступени (при этом в середине террасы они распределены достаточно равномерно), это связано с тем, что в процессе массопереноса большинство “лишних” атомов кремния вблизи ступеней пристраиваются к ним, а атомы, расположенные на террасе далеко от ступеней, не успевают добежать до них и образуют островки. На СТМ изображении 1.22 (а) области ступеней выглядят как две наклонные серые полосы, без островков. На рисунке 1.22 (б) показано СТМ изображение участка поверхности при большем увеличении, на котором видно, что террасы и островки покрыты одинаковой ПФ /зТх/31—1п, только представляют разные домены. Доля площади, приходящаяся