原子氢在Si(100)表面吸附的FI-STM研究

摘要

高性能的场离子-扫描隧道显微镜(field ion-scanning tunneling microscope简称FI-STM)已成功地用于原子氢在Si(100)2×1表面的化学吸附过程的研究。结果表明,在小于6L低的氢暴露量下,氢原子通常是吸附在Si的二聚原子列(dimer rows)的顶部。随着氢暴露量的增加,先后出现Si(100)2×1:H单氢化物相(monohydride)和Si(100)1×1::2H双氢化物相(dihydride)两种表面结构。氢饱和的Si表面的热脱附研究表明,当样品被加热到590K时,表面结构并无明显变化;而到达670K时,则表面的(1×1)双氢化物相消失;当温度升高到730K时,(2×1)结构的二聚原子列又重现于表面,而且在Si衬底的台阶上出现许多错列的吸附原子链。这些原子链垂直于原先的Si的二聚原子列的方向,因此被认为是由Si的氢化物热解产生的Si原子在Si(100)表面的有序化排列。