Si(001)表面稀土金属硅化物纳米结构

稀土金属元素的硅化物在n型硅衬底上具有高电导率和低肖特基势垒的特点,在大规模集成的微电子器件领域具有很好的应用价值.文章系统介绍了在Si(001)表面自组装生长的稀土金属硅化物纳米结构的研究进展,较全面地讨论了退火温度、退火时间以及稀土金属表面覆盖度等生长条件对纳米结构生长的影响作用,并在此基础上分析了纳米线、纳米岛的晶化结构,衬底对纳米结构生长的影响,以及纳米结构的演化过程.搞清楚这些内在的生长机理,有助于人们今后实现可严格控制稀土金属硅化物纳米结构的形貌尺寸和分布的自组装生长.此外,文章还介绍了目前人们对稀土金属硅化物纳米线电学性质的研究进展.     

Au/Cu(001)异质外延岛演化的分子动力学研究

利用分子动力学弛豫方法模拟了Au/Cu(001)异质外延生长初期Au异质外延岛的形貌演化，分析了Au外延岛演化过程中的局域应力及与基体结合能随表面岛尺寸的变化. 研究结果表明：当异质外延岛小于7×7时，外延岛原子分布呈现赝Cu点阵形貌；当外延岛达到8×8后，外延岛内开始出现失配位错，失配位错数量随外延岛尺寸的增加而增加. 局域压力分析指出，外延岛上原子之间的近邻环境不同导致了所受应力的差异，而外延岛的形变则是由外延岛原子的应力分布所决定. 研究还发现，失配位错的产生导致错位原子与基体原子之间的结合强度减弱，但相对增加了非错位原子与基体原子之间的结合强度. 关键词： 异质外延 表面形貌 局域压力 分子动力学模拟     

Si/Gen/Si(001)异质结薄膜的掠入射荧光X射线吸收精细结构研究

利用掠入射荧光X射线吸收精细结构(XAFS)方法研究了在400℃的温度下分子束外延生长的Si/Gen/Si(001)异质结薄膜(n=1,2,4和8个原子层)中Ge原子的局域环境结构.结果表明,在1至2个Ge原子层(ML)生长厚度的异质结薄膜中,Ge原子的第一近邻配位主要是Si原子.随着Ge原子层厚度增加到4 ML,Ge原子的最近邻配位壳层中的Ge-Ge配位的平均配位数增加到1.3.当Ge原子层厚度增加到8 ML时,第一配位壳层中的Ge-Ge配位占的比例只有55%.这表明在400℃的生长条件下,Ge原子有很强的迁移到Si覆盖层的能力.随着Ge层厚度从1增加到2,4和8 ML,Ge原子迁移到Si覆盖层的量由0.5 ML分别增加到1.5,2.0和3.0 ML.认为在覆盖Si过程中Ge原子的迁移主要是通过产生Ge原子表面偏析来降低表面能和Ge层的应变能.     

不同温度下Si(001)表面各种亚稳态结构的分子动力学模拟

采用Stillinger-Weber势对不同温度下解理Si(001)表面的原子几何结构进行等温分子动力 学模拟.模拟结果表明Si(001)表面除主要的p(2×1)结构之外，较低温度下还会有双悬挂键 的单原子结构存在；较高温度下表面还会存在c(2×2)和三聚体等亚稳态结构；接近表面熔 化温度时，双悬挂键单原子、c(2×2)和三聚体等亚稳态结构都消失，表面只存在稳定的p(2 ×1)结构. 关键词： 分子动力学模拟 表面结构 Si(001)表面 Stillinger-Weber势     

Si/Gen/Si(001)异质结薄膜的掠入射荧光X射线吸收精细结构研究

利用掠入射荧光X射线吸收精细结构(XAFS)方法研究了在400℃的温度下分子束外延生长的Si/Ge_n/Si(001)异质结薄膜(n=1，2，4和8个原子层)中Ge原子的局域环境结构.结果表明，在1至2个Ge原子层(ML)生长厚度的异质结薄膜中，Ge原子的第一近邻配位主要是Si原子.随着Ge原子层厚度增加到4ML，Ge原子的最近邻配位壳层中的Ge-Ge配位的平均配位数增加到1.3.当Ge原子层厚度增加到8ML时，第一配位壳层中的Ge-Ge配位占的比例只有55%.这表明在400℃的生长条件下，Ge原子有很强的迁移到Si覆盖层的能力.随着Ge层厚度从1 增加到2，4和8ML，Ge原子迁移到Si覆盖层的量由0.5ML分别增加到1.5，2.0和3.0ML.认为在覆盖Si过程中Ge原子的迁移主要是通过产生Ge原子表面偏析来降低表面能和Ge层的应变能. 关键词： XAFS n/Si(001)异质膜')" href="#">Si/Ge_n/Si(001)异质膜 迁移效应     

Ag在Si(111)表面二维生长有序化动力学研究

利用自制的高分辨率衍射斑角分布测量仪对低能电子衍射斑进行测量,研究Ag在Si(111)表面的有序化规律.结果表明,Ag3^1/2畴在生长过程中,满足标度不变性,是一种自相似的生长过程,在生长初期,它的生长指数近似为1/2,并提出了Ag从Ag(111)岛向外扩散形成Ag3^1/2畴的生长机制.还提出利用光助退火以在较低温度下获得完善的表面结构.     

SrO/Si(100)表面去氧过程的研究

借助高温扫描隧道显微镜和光电子能谱技术,深入研究了SrO/Si(100)表面向Sr/Si(100)再构表面的动态转化过程.Sr/Si(100)再构表面在硅基氧化物外延生长中起重要作用.在该动态转化过程中,样品在500 ℃的退火温度下,表面出现SrO晶化的现象;在550—590 ℃的退火温度下,SrO/Si(100)开始向Sr/Si(100)转化,界面和表面上的氧以气态的SiO溢出,使得表面出现大量凹槽状缺陷.并且在此动态转化过程中表面的电子态表现出金属特性,这是由于表层硅原子发生断键重排,从而在表面出现悬 关键词： SrO/Si表面 Sr/Si表面 扫描隧道显微镜 去氧过程     

分子束外延生长Si/GaP(III)异质结的界面特性

关键词：     

WO_3(001)表面活性氧物种的理论研究

采用第一性原理结合周期性平板模型的方法,对O_2在完整和缺陷WO_3(001)表面的吸附行为进行了研究.结果表明:WO_3(001)完整表面上吸附态的O_2不易成为表面氧化反应的活性氧物种,当吸附质与表面作用时,将优先与表面晶格氧(O_t)成键,进而形成表面缺陷态,体系呈现金属性,电导率增大.比较O_2在缺陷表面上各吸附构型的吸附能发现,O_2的吸附倾向于发生在缺陷位置(W_v)上,且表现为氧气分子中的两个氧原子均与缺陷位W_v作用,形成新的活性氧物种(O_2~-);吸附后表面被氧化,电导率降低.     

Si(111)表面原子弛豫研究

本文用原子集团模型和推广的Hueker方法研究Si(111)面的表面弛豫,得到表面Si原子向体内弛豫0.10?的结论,改进了已有的经验估计和理论计算结果,与LEED的分析结果符合较好。 关键词：     

清洁Si(111)表面电子结构的理论研究

本文报道在原子集团模型下用CNDO-SCF方法对清洁Si(111)表面电子结构的系统研究结果:(1)计算了表面上的净电荷分布、电荷转移以及局域在各原子轨道上的电荷;发现T₃⁰,T₃⁺和T₃^-式的表面悬挂键结构较难存在;表面原子趋于形成带有分数电荷的悬挂键,而实际上这些悬挂键彼此结合成弯键;表面原子及其悬挂键上有净电荷积累,且有很强的定域性和取向性。(2)计算了原子集团模型的静 关键词：     

MoSi2表面电子结构

利用ＬＭＴＯ－ＡＳＡ方法研究了Ｃ１１_b晶体结构的ＭｏＳｉ₂三种（００１）表面电子结构，分别给出了三种不同表面总体态密度和表面层原子局域态密度及分波态密度，与体结构相关原子态密度作了对比，并对费密能级上的态密度作了比较讨论。就表面稳定性而言，以Ｍｏ原子为表层原子的表面结构最不稳定，以单层ｓｉ原子为表面的表面结构最稳定，该结论支持了Ｔ．Ｋｏｍｅｄａ等的实验结果^［１５］。 关键词：     

Si(113)表面原子结构的低能电子衍射研究

利用低能电子衍射(LEED)研究了离子轰击加退火处理的和淀积外延的两种Si(113)表面的原子结构。发现对于经750—800℃退火后的两种Si(113)表面,当其温度高于600℃时存在1×1非再构表面相。随着样品温度缓慢地冷却至室温,Si(113)-1×1表面经过3×1(约600—400℃)最后转变为3×2再构。当退火温度为600℃时,则只出现3×1再构,室温下的3×2和3×1表面都是很稳定的。讨论了表面杂质对Si(113)表面原子结构的影响。在衬底温度为580℃的Si(113)表面上进行淀积生长,当外延 关键词：     

Second-harmonic spectroscopy of Ge/Si(001) and Si1-xGex(001)/Si(001)

0.9 Ge_0.1(001)/Si(001) films with SH photon energies 3.1<2hν<3.5 eV near the bulk E₁ critical point of Si(001) or Si_0.9Ge_0.1(001). Ge was deposited on Si(001) by using atomic layer epitaxy cycles with GeH₄ or Ge₂H₆ deposition at 410 K followed by hydrogen desorption. As Ge coverage increased from 0 to 2 monolayers the SH signal increased uniformly by a factor of seven with no detectable shift in the silicon E₁ resonant peak position. SH signals from Si_0.9Ge_0.1(001)/Si(001) were also stronger than those from intrinsic Si(001). Hydrogen termination of the Si_0.9Ge_0.1(001) and Ge/Si(001) surfaces strongly quenched the SH signals, which is similar to the reported trend on H/Si(001). We attribute the stronger signals from Ge-containingsurfaces to the stronger SH polarizability of asymmetric Ge-Si and Ge-Ge dimers compared to Si-Si dimers. Hydrogen termination symmetrizes all dimers, thus quenching the SH polarizability of all of the surfaces investigated. Received: 13 October 1998 / Revised version: 18 January 1999     

Si(111)表面吸附氢会形成双氢化相吗?

用热脱附谱研究了原子氢在Si(111)表面的吸附,得到了两个吸附状态。从脱附谱特性同Si(100)/H系统的相似性,可以推测氢在Si(111)表面也存在单氢化相和双氢化相两种状态。单氢化相主要是顶位吸附所形成的,而双氢化相的形成则可以用McRae所提出的Si(111)(7×7)表面原子结构的三角形二聚物层错模型来解释。 关键词：     

C2H2在金刚石（001）-（2×1）重构面上吸附的分子动力学模拟

利用Brenner半经验多体相互作用势和分子动力学模拟方法，研究了乙块（C₂H₂）分子在金刚石（001）-（2×1）重构表面上的碰撞动力学过程与化学吸附构型的关系.观察到C₂H₂在金刚石表面的6种吸附结构.约95％的吸附呈C₂H₂与表面形成两个σ单键的形式.讨论了轰击能量、入射位置及金刚石表面原子的空间位形对各种吸附构型形成的影响.还给出了化学吸附过程的分子快照，并讨论了C₂H₂分子与表面的能量交换关系. 关键词：     

电子束引起的残余含氧气体在镍(001)面上的吸附

当一束具有一定能量和强度的电子束轰击超高真空系统中残余的水汽、一氧化碳和二氧化碳时,将导致这些气体分子通过如下反应:H₂O→O_ad+H₂,CO₂→O_ad+CO,CO→O_ad+C_ad分解并共吸于镍表面。碳和氧的原子各自占据镍(001)面部份四重吸附位置,形成结构为p(2×2)或c(2×2)的许多独立的吸附畴,电子束轰击促进畴的成核、长大、连结和有序化。当氧和碳的原子占据了镍(001)面约一半的四重吸附位后,上述吸附反应将与导致氧和碳的脱附反应:C^*+O_ad→CO,O^*+C_ad→CO平衡,氧化镍与碳化镍开始成核。由于残余含氧气体中氧的含量超过碳,氧化镍成核占优势,使碳的吸附被排斥,已吸附的碳被排挤,形成电子束斑内氧高碳低、束斑外碳高氧低的“互补”分布。电子束轰击过程中碳的俄歇峰形的变化反映着碳原子与基底原子的不同结合状态。电子束的解离效应在吸附的初始阶段起重要作用,而其热效应对氧化镍的长大起重要作用。 关键词：     

纳米硅集团表面电子态的理论研究

研究—Ｈ，—Ｏ或—ＯＨ基吸附于表面的纳米硅集团电子结构的变化情况．选取了几种可能的吸附构型，用定域密度泛函（ＬＤＦ）-集团模型数值自洽求解方法的第一性原理计算，求得优化的吸附位置、相应的电子结构，并分析了有关的光学性质．在全氢饱和的情况下，能隙比硅体的宽，呈明显的量子尺寸效应；部分—Ｈ被—Ｏ原子取代后，在禁带中出现一些“尾态”，这些态部分被占有；若以—ＯＨ基取代—Ｏ，则相应的空尾态被占有，但带隙变化不大．—Ｏ和—ＯＨ吸附时均不呈现明显的量子尺寸效应 关键词：