Статические и динамические изгибы элементов реконструкции
тройных ступеней на поверхности Si(111)
, , Ж. Кутиньо
Ступени высотой в три межплоскостных расстояния (111) (тройные ступени) – важная часть ландшафта поверхностей Si(111), широко используемая при создании однородных по размерам и упорядоченно расположенных наноструктур путем самоорганизации. Примерами таких наноструктур могут служить массивы однородных по высоте островков Ge и Si, формирующихся на поверхности Si(111) при эпитаксии. Регулярно расположенные тройные ступени и террасы на вицинальной поверхности Si(111) формируют поверхность с ориентацией Si(7710). Со структурной точки зрения поверхность Si(7710) уникальна: в отличие от ступеней на Si(100), ширина террас и высота ступеней везде одинаковы, а плотность кинков составляет менее 25 мкм-2. Поэтому поверхность Si(7710) с тройными ступенями используется в качестве подложки для выращивания наноструктур. В этом случае регулярная ступенчатая структура определяет как положение, так и размер растущих нанопроволок и наноточек.
В представленной работе приведены результаты расчетов ab initio атомной и электронной структур тройных ступеней, а также данные сканирующей туннельной микроскопии. В качестве модельной системы для изучения структуры тройных ступеней мы использовали ступенчатую поверхность Si(7710), атомная модель которой была предложена нами ранее (см. рис.). Целью работы являлось установление структуры элементов реконструкции тройных ступеней и причин формирования их определенных изгибов. Показано, что на тройной ступени имеются как статически изогнутые элементы (ZR, TDU), так и динамически переключающиеся из одного состояния в противоположное при комнатной температуре (D3II). Найдено, что статический изгиб элементов вызван их кулоновским взаимодействием с ближайшим атомным окружением.
