應(yīng)變和電場(chǎng)對(duì)硅表面的吸附能及結(jié)構(gòu)的影響.pdf

1、在表面科學(xué)領(lǐng)域中，外延生長(zhǎng)是一種極為重要的生長(zhǎng)方式，具有廣泛的應(yīng)用背景。由于表面活化劑可以誘導(dǎo)層狀生長(zhǎng)，在論文的第一部分我們的研究將集中在這方面。異質(zhì)生長(zhǎng)涉及至少兩種材料，它們的晶格常數(shù)往往并不一致，這將會(huì)在外延薄膜中產(chǎn)生應(yīng)力。施加外部應(yīng)力也可以使外延薄膜的再構(gòu)形式發(fā)生轉(zhuǎn)變。第三章中我們用基于Chadi模型和緊束縛格林函數(shù)的方法計(jì)算表面應(yīng)力，發(fā)現(xiàn)Sb/Si(001)表面的缺陷是表面應(yīng)力的各向異性太大而引起的。在第四章中我們采用了第一性原

2、理的計(jì)算，進(jìn)一步證實(shí)了這些結(jié)果，并發(fā)現(xiàn)Sb和Bi在Si(001)表面的(2×n)再構(gòu)同樣是需要釋放表面應(yīng)力所引發(fā)的，而且這種(2×n)再構(gòu)還能引起表面應(yīng)力各向異性的反轉(zhuǎn)。實(shí)驗(yàn)上發(fā)現(xiàn)，這種(2×n)再構(gòu)是通過(guò)空位線(vacancylines)的形成而出現(xiàn)的。在論文的剩余部分中我們將集中研究這種電場(chǎng)對(duì)表面吸附原子的影響。基于第一性原理計(jì)算，我們發(fā)現(xiàn)Ag原子在Si(111)面上的吸附能可以被外電場(chǎng)調(diào)制(第五章)。銀原子在Si(111)面上的吸

3、附和擴(kuò)散對(duì)外電場(chǎng)非常敏感。隨著外加電場(chǎng)的不斷增強(qiáng)，Ag原子的穩(wěn)定吸附位置會(huì)從無(wú)電場(chǎng)時(shí)的fcc位到最終的top位，Ag原子在Si(111)面上的擴(kuò)散也被加強(qiáng)和減弱，取決于施加的電場(chǎng)強(qiáng)度。在第六章，我們發(fā)現(xiàn)，STM實(shí)驗(yàn)觀察到的清潔Si(001)表面的對(duì)稱(chēng)dimer并不是由于外電場(chǎng)而引起的。我們也發(fā)現(xiàn)，Si和Ge在Si(001)表面的生長(zhǎng)類(lèi)似地也可以由外加電場(chǎng)調(diào)制，穩(wěn)定的吸附位置仍然是電場(chǎng)敏感的。對(duì)Ag/Si(111)得出的結(jié)論可以用來(lái)解釋S