Электронные состояния на поверхности GaAs с адсорбированными слоями цезия и сурьмы

• Автор: Журавлев, Андрей Григорьевич
• Шифр специальности: 01.04.10
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 146 с. : ил.

Содержание
Содержание

Список сокращений и условных обозначений

Введение

Глава I. Обзор литературы

§1.1 Электронные состояния на поверхности полупроводников со слоями адатомов

§1.2 Атомная структура и электронные состояния поверхности Св/СаАз

§1.3 Атомная структура и электронные состояния поверхности БЬ/ОаАз

§1.4 Постановка задачи

Глава II. Методика эксперимента

§2.1. Образцы
§2.2 Экспериментальные сверхвысоковакуумные установки
§2.3 Приготовление атомарно-чистой поверхности ОаАз(ООІ) и границ раздела Сз/СаАз(001), Сз/8ЬЛЗаАз(001)
§2.4 Методы определения состава и атомной структуры поверхности полупроводников
§2.5 Определение изгиба зон и фото-ЭДС на поверхности методом спектроскопии фотоотражения
Глава III. Электронные свойства поверхности ОаАз(ООІ) с адсорбированными слоями цезия
§3.1 Атомная структура и электронные свойства поверхности Сз/СаАз(001)
§3.2 Тонкая структура дозовых зависимостей изгиба зон и фото-ЭДС в системе СзЛЗаАз(ООІ)
§3.3 Расчет эволюции изгиба зон и сопоставление с экспериментом .
§3.4 Гистерезис зависимости изгиба зон от величины покрытия при адсорбции и термодесорбции цезия на поверхности ОаАэ(001)
§3.5 Кинетика изгиба зон на поверхности Сз/ОаАз(001)
Заключение к главе III
Глава IV. Атомная структура и электронные свойства поверхности ОаАз(ООІ) с адсорбированными слоями сурьмы и цезия
§4.1 Атомная структура и электронные свойства поверхности 8Ь/СаАз(001)
§4.2 Атомная структура и электронные свойства поверхности Сз/8Ь/ОаАз(001)
§4.3 Фотоэмиссионные характеристики поверхности ОаАз(001):8Ь(Сз,О)
Заключение к главе IV
Заключение
Список литературы

Список сокращений и условных обозначений
дмэ дифракция медленных электронов
млэ молекулярно-лучевая эпитаксия
мосгэ газофазная эпитаксия из металлоорганических соединений
ОФК осцилляции Франца-Келдыша
ОЭС отрицательное электронное сродство
ПС поверхностное состояние
РФЭС рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия
ФО фотоотражение
а коэффициент оптического поглощения
ширина запрещённой зоны
е заряд электрона
Ес энергетическое положение дна зоны проводимости
Ег уровень Ферми
Еу энергетическое положение потолка валентной зоны
р -^уас уровень вакуума
Б напряжённость электрического поля
/[гас интенсивность дробных рефлексов
fi.CC) энергия фотона
фэ изгиб зон на поверхности
Ш0 масса электрона в вакууме
га. эффективная масса электрона в полупроводнике
ті, эффективная масса дырки в полупроводнике
Тс1 температура удаления (Сй,0)-слоя !
Т,т температура промежуточного прогрева
У квантовая эффективность
0 покрытие адсорбата

температуре 400°С приводит к формированию цепочек сурьмы и реконструкции (1x3). Последующий прогрев при Т=440-560°С приводит к появлению реконструкции (2x4) [84]. Период 2х связан с димерами сурьмы в поверхностном слое. Авторы работы [83] отмечают, что на БЬ-стабилизированной поверхности с реконструкцией (2x4) очень мало изломов ступеней по сравнению с АБ-обогагцённой поверхностью СаАз(001)-(2х4). Это значит, что 8Ь-стабилизированная поверхность (2x4) более упорядочена и, возможно, содержит меньшую концентрацию ПС, индуцированных дефектами.
В работах [11,83,84,85] для получения БЬ-стабилизированной поверхности СаАБ(001)-(2х4), в качестве исходной использовалась Аб-обогащённая поверхность СаАБ(001)-(2х4). Представляет интерес сравнение эволюции атомной структуры АБ-обогащённой и Са-обогащённой поверхностей при адсорбции и последующей десорбции сурьмы и выяснение возможности получения 8Ь-стабилизированной поверхности из Са-обогащённой поверхности с реконструкцией (4x2).
Электронные свойства поверхностей ваАБ со слоями сурьмы изучались в очень небольшом числе работ. В [87] с помощью фотоэмиссионной спектроскопии изучена эволюция изгиба зон при адсорбции сурьмы на неполярную грань ОаАБ(ПО). Показано, что при увеличении покрытия изгиб зон увеличивается и затем насыщается на значении <р5~0.6 эВ в области покрытий 08ь~ 1 МЬ. После отжига при Т = 330°С изгиб зон уменьшается вдвое. В ранней работе Людеке [88] на основании простой модели гибридизации орбиталей атомов сурьмы и собственных атомов полупроводника рассмотрен вопрос о поверхностных состояниях, индуцированных адсорбцией сурьмы на поверхности (001) нескольких полупроводников АШВУ, включая ОаАБ(001). Согласно [88], пустые БЬ-индуцированные ПС лежат вблизи дна зоны проводимости, заполненные лежат на фоне валентной зоны, а в запрещенной зоне нет БЬ-индуцированных ПС, которые могли бы привести к появлению изгиба зон. К сожалению, приведенные в [88] экспериментальные