Adsorption of Metal Atoms and Growth of Metal Nanostructures on Silicon Surface - STM Study

Abstract

Chování kovů III (Al) a IV (Sn) skupiny na povrchu Si(100) bylo studováno metodou skenovací tunelové mikroskopie v teplotním rozmezí 115 K až 350 K. Vývoj délek cínových řetíšků při pokojové a vyšší teplotě byl studován metodou opakovaných řádkových skenů. Aktivační energie a příslušné frekvenční prefaktory pro odpojení různých typů atomů z konců řetízků byly získány statistickým zpracováním experimentálních dat. Kninetické Monte Carlo simulace byly použity k získání aktivačních energií pro přeskoky Sn adatomů na povrchu Si(100) při pokojové teplotě fitováním experimentálně naměřených růstových charakteristik systému Sn/Si(100). Tři základní Al objekty pozorované skenovacím tunelovým mikroskopen za pokojové teploty na Si(100) byly identifikovány a zevrubně popsány. Přímé pozorování přeskoků Al adatomu na Si(100)-c(4x2) při teplotě 115 K bylo použiko ke stanovení aktivačních energií potřebných pro jednotlivé přeskoky ve směru kolmém k Si dimerovým řádkům a paralelním s Si dimerovými řádky. Kinetické Monte Carlo simulace byly použity k získání aktivačních energií pro přeskok Al adatomů na povrchu Si(100) za pokojové teploty fitováním experimentálně naměřených růstových charakteristik systému Al/Si(100)

Behaviour of Group III (Al) and IV (Sn) metals on Si(100) surface was studied by Scanning Tunnelling Microscopy in a temperature range from 115 K to 350 K. Evolution of the length of Sn chains at room and elevated temperatures was studied by the method of repeated line scans. Activation energies and the respective frequency prefactors for detachment of different individual atoms from the chains' terminations were obtained by means of statistical processing. Kinetic Monte Carlo simulations were used to obtain activation energies for hops of Sn adatoms on the Si(100) surface at room temperature by fitting experimentally measured growth characteristics of Sn/Si(100). Three basic Al objects observed by Scanning Tunnelling Microscopy at room temperature on Si(100) were identified and thoroughly described. Direct observation of Al adatom hopping on Si(100)-c(4x2) at 115 K was used to evaluate the activation energies for individual hops in directions parallel with Si dimer rows and perpendicular to Si dimer rows. Kinetic Monte Carlo simulations were used to obtain activation energies for hops of Al adatoms on the Si(100) surface at room temperature by fitting experimentally measured growth characteristics of Al/Si(100).