Ag-Si低維結構的掃描隧道顯微鏡研究.pdf

1、廈門大學學位論文原創(chuàng)性聲明本人呈交的學位論文是本人在導師指導下，獨立完成的研究成果。本人在論文寫作中參考其他個人或集體己經發(fā)表的研究成果，均在文中以適當方式明確標明，并符合法律規(guī)范和《廈門大學研究生學術活動規(guī)范(試行)》。另外，該學位論文為()課題(組)的研究成果，獲得()課題(組)經費或實驗室的資助，在()實驗室完成。(請在以上括號內填寫課題或課題組負責人或實驗室名稱，未有此項聲明內容的，可以不作特別聲明。)聲明人(簽名)：淤f年；R

2、≥乞日摘要由于在基礎研究和器件應用中的重要地位，Ag／Si體系一直受到人們的關注。對其結構和特性的研究，有助于更好地理解金屬／半導體系統(tǒng)的界面性質、結構組成和形成機理等物理問題，建立其原子結構與電子性質之間的聯系。通過有效地控制其生長過程和外延結構，可望開發(fā)具有更加優(yōu)越特性的新型的結構體系，開拓其在微納器件中的應用。為此，本論文在超高真空環(huán)境下，采用分二子束外延生長方法，在Si(111)表面上制備Ag等材料的低維結構，利用掃描隧道顯微鏡

3、等表征技術，在原子尺度上研究其結構特性和形成過程，探索Ag／Si有序結構的制備控制方法。首先，我們針對Ag在Si(111)7x7表面上的初期生長和結構演化進行了研究。實驗觀察發(fā)現，在低覆蓋度下，Ag吸附在7x7表面半單胞內形成納米團簇。通過對不同尺寸團簇的統(tǒng)計分析，掌握了覆蓋度增加時團簇的生長變化情況和規(guī)律。分析不同掃描偏壓下得到的STM圖像，發(fā)現在較低偏壓圖像中團簇的亮度較小，有些團簇幾乎消失不見，說明其電子態(tài)在費米能級附近存在一定的

4、帶隙，表現出半導體的性質。在生長過程中略微升高襯底溫度，Ag會容易地越過半單胞之間的勢壘，在表面上形成尺寸較大的團簇結構。采用室溫沉積后在1000C左右的溫度下進行快速退火處理，可以獲得形狀和大小一致的Ag納米團簇，規(guī)則排列：i生表面上。升高退火溫度，表面上會出現√3√3、31等不同的重構。此外，我們在硅表面上引入少量Ag并通過適當的退火處理獲得平：整的合金化表面，研究Ag和Si等材料在其表面上的成核生長過程和結構形態(tài)。實驗發(fā)現，相比于

5、si襯底，AgSf[1Si在√3X45重構表面上遷移很快，在室溫下會集聚形成很大尺寸的三維島。而在4545和7x7共存的表面上沉積少量Ag，可以看至IJAg傾向于以單原子或團簇的形式均勻分布在7x7區(qū)域，而在√3√3區(qū)域中則傾向于擴散到邊界上形成納米顆粒等結構。進一步進行退火處理，吸附原子在表面發(fā)生重排，通過精確控制沉積量和退火條件，可以調控不同結構區(qū)域比例和結構：形態(tài)。研究結果為Ag／Si氐維結構的可控制備提供了科學數據。關鍵詞：si