薄膜生長第04章-在線瀏覽
2024-09-26 00:50本頁面
【正文】 究它 。 Si(111) 許多工作涉及 Si(111)－ (7 7)原子結(jié)構(gòu) ， 它的原胞大小是沒有再構(gòu)時的 49倍 ， 這樣復(fù)雜的大原胞結(jié)構(gòu) ，用 LEED譜處理是很困難的 。 Si(111)－ (1 1)與 (2 1) 在很低溫度 (T20 K)UHV下解理 Si單晶 ， 可以得到 Si(111)－ (1 1)結(jié)構(gòu) 。 Si(111)－ (1 1)與 (2 1) 在室溫 UHV下解理 Si單晶可以得到 Si(111)－ (2 1)再構(gòu) 。 在大于 400℃ 下退火 ， 不可逆轉(zhuǎn)地轉(zhuǎn)變?yōu)?(7 7)再構(gòu) 。 Si(111)－ (1 1)與 (2 1) 關(guān)于 Si(111)－ (2 1)再構(gòu) ， Haneman在 1961年提出了一個翹曲模型 。 但進(jìn)一步的研究發(fā)現(xiàn) ， 以這個模型算出的電子表面能帶結(jié)構(gòu)與光電子譜實驗的結(jié)果不符合 ， 如圖 。 這模型最頂上的兩層原子 (用圓圈表示 ，圓的大小表示原子的高低 )排成曲折的鏈狀 ， 虛線表示表面原胞 。 4.2.1 Si(111) Si(111)－ (1 1)與 (2 1) 圖 (B)： A硅原子從第二層向第一層上升 。 另一方面 ， B原子的懸鍵則變?yōu)榭諔B(tài) 。 在 A原子的懸鍵形成價帶 ， 其能級在 Fermi能級 (EF)之下 。 導(dǎo)帶與價帶間具有 eV的能隙 。 這個模型同時可以說明光電子譜測得的表面能帶色散 ， 能隙大小 ， 表面態(tài)的對稱性 ，以及芯能級的表面位移等 。 這種反射和吸收實驗都已證實了這個預(yù)言 。 目前人們普遍舍棄了翹曲模型 ， 而接受了 “ π鍵鏈模型 ” 。 Si(111)－ (7 7) 60年代初 ， 已經(jīng)用 LEED證明存在Si(111)－ (7 7)。 首先的一個問題是 Si(111)－ (7 7)是本征結(jié)構(gòu)還是在實驗中玷污的 ?因為要得到這種再構(gòu)需要相當(dāng)高的溫度處理 。 Si(111)－ (7 7) 經(jīng)過多年努力 ， 現(xiàn)在已證明 Si(111)－ (7 7)再構(gòu)是一個本征結(jié)構(gòu) ， 同時也解決了結(jié)構(gòu)模型問題 。 此外 ， 利用動力學(xué) LEED方法確定了 5個原子層近 200個原子的位置 ， 進(jìn)一步證實了大家公認(rèn)的 DAS模型 (二聚體 添加原子 層錯模型 )。 此模型產(chǎn)生很多懸鍵 ， 從能量上說是不利的 。 Ben則提出了層錯模型 ， 層錯概念的引進(jìn) ， 對以后 DAS模型有很大幫助 。 這模型曾得到 X射線衍射 ， STM等實驗的支持 ， 被大家普遍接受 。 Si(111)－ (77) Si(111)－ (7 7) 它由三層原子組成 (圖 (a))。 在一個亞元胞中 ， 原子按正常方式逐層堆積 . 在另一個亞元胞中原子的堆積方式不同 ， 第二層形成一個層錯排列區(qū)域 (圖 )。 在每個亞元胞區(qū)域中 ， 在鋪滿原子的表面層上有 6個添加原子 。 Si(111)－ (7 7) 在第一層原子中 ， 除了 18個原子與增原子成鍵外 ， 還剩下 6個未成鍵的原子 ， 稱作剩原子 (rest atoms)(圖 (a)， (b))， 一半剩原子在有層錯的亞元胞中 ， 另一半在無層錯的亞元胞中 ， 它們都具有懸鍵 。 這是由于第二層原子偏離正常位置所引起的 。關(guān)于怎樣形成這種復(fù)雜結(jié)構(gòu)的機(jī)制問題 ， 目前還未見有研究的報導(dǎo) 。 由于 LEED中有時還出現(xiàn) 1/4分?jǐn)?shù)的斑點 ， 此模型和其他模型經(jīng)過長期比較 ， 才慢慢占了上風(fēng) ， 但在二聚體是對稱的
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