硅（100）表面纳米结构及附加硅的沉积扩散行为

摘要

该文主要采用经验紧束缚近似方法讨论了p(2×2)重构Si(100)清洁表面及缺陷和微结构(包括双聚体空位、台阶、扭结)附近附加硅(单个硅原子及单个硅双聚体)的沉积扩散情况.通过比较附加硅在不同具体表面上不同位置沉积时的沉积能量差异,获得了附加硅在所研究区域内的沉积束缚点、鞍点和可能的扩散路径,详细分析了附加硅在这些缺陷及微结构附近的沉积扩散行为,对比研究了缺陷及微结构对于附加硅生长的影响作用,并且估算了相关过程发生需要的实验温度.在清洁的表面上,附加原子的扩散有强烈的各向异性,这种各向异性由于双聚体空位缺陷的引入而降低.尽管单个附加原子容易进入双聚体空位内部,但也很容易逃离,因而不能有效地填充缺陷.在B型单层台阶附近,附加原子由上而下或由下而上的两个方向扩散都比较容易,而且比较容易沉积于台阶边壁或扭结处以形成晶体生长.附加硅双聚体在表面的行为与单个附加硅原子的不同:在清洁表面,单个附加双聚体比较容易形成A1稳态及A2亚稳态,并在两态之间跳跃,表现为附加双聚体的旋转;在缺陷附近,附加双聚体可以较稳定地填补原先缺失的双聚体空位.该文最后模拟了单个附加硅双聚体在上述两种情况下可能的扩散及沉积轨迹.

目录

文摘

英文文摘

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第一章序言

第二章理论方法

2.1第一性原理方法

2.2赝势方法

2.3经验紧束缚近似方法

2.4能量最小化

2.5 Redhead公式

2.6计算细节

第三章清洁硅(100)表面上附加硅原子的沉积扩散

3.1清洁的硅(100)表面

3.2附加硅原子在表面的沉积扩散

第四章硅(100)表面缺陷微结构附近附加硅原子的沉积扩散

4.1有单个双聚体空位的表面

4.2有两个双聚体空位缺陷的表面

4.3表面有单层台阶及纽结微结构

第五章附加硅双聚体在硅(100)表面的沉积扩散

第六章结论

图表目录

参考文献

攻读学位期间本人出版或公开发表的论著、论文

致谢