Interaction of group III and IV metals with Si(100) surface in temperature range from 20 to 800K

Abstract

1 Title: Interaction of group III and IV metals with Si(100) surface in temperature range from 20 to 800 K Author: Martin Setvín Department: Departement of Surface and Plasma Science Supervisor of the doctoral thesis: Doc. RNDr. Ivan Ošt'ádal CSc. Abstract: Interaction of group III and IV metals with Si(100) surface was studied by STM (Scanning Tunneling Microscopy) and AFM (Atomic Force Microscopy) in temperature range from 20 to 800 K. Adsorption and hopping of single metal adatoms on Si(100)-c(4×2) reconstruction can be observed by STM at low temperatures. Activation energies and frequency prefactors for hopping of single indium atoms were measured by two meth- ods - direct STM measurement at low temperature and Kinetic Monte Carlo simulations of layer growth at room temperature. Group III and IV atoms self-assemble into single atom wide chains on Si(100) surface at about room temperature. Atomic and electronic structure of the chains was investi- gated by means of STM and dynamic non-contact AFM. Keywords: Si(100), STM, AFM, adsorption, diffusion

1 Název práce: Interakce kovů III. a IV. skupiny s povrchem Si(100) v rozmezí teplot od 20 do 800 K Autor: Martin Setvín Katedra: Katedra fyziky povrchů a plazmatu Vedoucí doktorské práce: Doc. RNDr. Ivan Ošt'ádal CSc. Abstrakt: Interakce kovů III. a IV. skupiny s povrchem Si(100) v rozmezí teplot od 20 do 800 K byla studována pomocí rastrovací tunelové mikroskopie (STM) a mikroskopie atomárních sil (AFM). Adsorpci a přeskoky jednotlivých kovových atomů na povrchu Si(100)-c(4×2) lze sledovat pomocí STM za snížených teplot. Pomocí dvou metod byly určeny aktivačí energie a frekvenční prefaktory pro přeskoky jednotlivých indiových atomů - přímým STM měřením za nízké teploty a pomocí kinetických Monte Carlo simulací růstového pro- cesu za pokojové teploty. Kovy III. a IV. kupiny se v blízkosti pokojové teploty samouspořádávají do řetízků, které jsou pouze jeden atom široké. Atomární a elektronová struktura řetízků byla zkoumána pomocí STM a dynamického nekontaktního AFM. Klíčová slova: Si(100), STM, AFM, adsorpce, difúze