利用UHV-STM探讨Si（5 5 12）表面上局域面和铟因素诱导小琢面

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摘要：利用超高真空扫描隧道显微镜(UHV-STM)研究在Si表面上生长原子级的纳米结构和研究制作纳米器件一直以来热点.Si(5512)表面具有一维对称结构和垂直于一维线的相对较长周期(5.35nm).但是si(5512)样品准备的条件不同,样品表面有各种起伏使得局域面方向会偏离平均方向.在大面积Si(5512)表面上,不仅有平整的(5512)表面存在,也有台阶的存在,即(113)和(6917)面.在Si(5512)表面上异质外延生长以后,有时会出现小面化现象.而传统的方法不能确定局域面的方向,因此利用扫描隧道显微镜(STM)测量技术和几何学方法来定量的计算局域面和小琢面方向以及研究其产生的物理机制是很有必要的.因此,研究定量的测量局域面方向和小琢面方向对制作纳米器件来说是必要的.(1)利用STM测量技术能准确的测量出STM形貌图像上X方向上的倾斜角αx和Y方向上的倾斜角αy,并且能在形貌图像中判断出原子线的方向[110].晶体几何学原理算出局域面的方向偏离[5512]的极角α：tanα=(?)以及相对于[110]的方位角β：tanβ=tanαx/tanαy.(2)利用超高真空扫描隧道显微镜(UHV-STM)观察到In吸附在Si(5512)表面上的情况.当基底温度保持在400℃和450℃,In元素的蒸度量为0.02A时,在In/si(5512)表面上观察到台阶上的(6917)小琢面发生了小面化现象,但是(5512)平台和与(6917)小琢面相连接的(113)面发生小面化现象.利用熟知的Si(5512),Si(113)和si(111)面的晶体结构参数,运用几何学方法了(6917)小琢面吸附In之后转变(124)面和(111)面的组合.电致迁移影响,加热电流方向,在微观的尺寸下能形成各种高低起伏的结构,而在原子尺寸下是不的.因此使表面的局域面方向偏离平均面方向.高指数的Si表面很容易出现各种小琢面.In吸附在Si(5512)表面上,基底温度保持在400℃和450℃,In元素的蒸度量为0.02A时,在γ-plot里(6917)小琢面的尖端的最低点消失,而(124)小琢面则出现了尖端.因此(6917)小琢面的表面自由能发生改变而转变成(124)和(111)小琢面的组合,而(5512)和(113)平台并发生改变.低能电子衍射(LEED)和X射线(X-ray)等传统的方法测量局域面和小琢面的方向,因此定量的方法精确的测量出局域面和小琢面方向是很用必要的.关键词：扫描隧道显微镜论文硅表面论文吸附论文小琢面论文
摘要6-8
Abstract8-17
章 引言17-30

1.1 研究背景17-18

1.2 纳米制造技术的研究现状18-19

1.3 Si(5 5 12)表面结构19-21

1.4 Herring小面化理论21-23

1.5 金属原子吸附在Si表面上的研究23-30

章 扫描隧道显微镜(STM)原理及实验方法30-38

2.1 扫描隧道显微镜的原理与应用30-35

2.2 实验条件及方法35-38

章 Si(5 5 12)表面上的(1 1 3)和(6 9 17)小面38-45

3.1 Si(1 1 3)表面40-42

3.2 Si(6 9 17)表面42-45

章 定量测定高指数硅表面上局域面方向45-48
第五章 定量测定高指数硅表面上小琢面方向48-55
第六章 55-57
参考文献57-67
致谢67-68
附录(攻读硕士学位期间发表论文目录)68-69