氫、氯在矽表面上同時吸附的空間分佈關聯

Abstract

本論文探討氫與氯同時吸附於Si(100)-2´1表面之後的原子分佈。我們於樣品表面上直接曝HCl氣體，HCl分子會自發裂解產生H和Cl原子，並吸附於Si表面的斷鍵上。我們想要了解，這兩種原子在鄰近位置上的吸附機率和原子之間有何影響。 我們將樣品溫度分別控制在低溫（110K）、室溫（300K）及高溫（450K）的溫度下，於樣品表面上直接曝HCl氣體的方式，使得H原子與Cl原子吸附並且曝滿在Si(100)-2´1表面上。用掃描穿隧顯微鏡（STM）掃描表面取得影像。由我們觀察所取得的影像，可以計算Cl原子在Si表面上的分佈關聯，並得到以下的論點。 1. 理論上在曝滿HCl的Si表面上，H、Cl原子分佈比率應該分別接近0.5ML。但是曝HCl在室溫的樣品上，所得到的Cl原子覆蓋率約為0.46ML。曝HCl在高溫及低溫的樣品上，所得到的Cl原子覆蓋率約為0.4ML。而H原子的覆蓋率在0.53~0.59ML之間，樣品缺陷約佔0.01~0.05ML。 2. 曝HCl在低溫樣品上，我們觀察到許多Cl原子形成局部2´2的排列。 3. 在所有溫度下，靠近基準點Cl最近的三、四個位置中，也吸附Cl的機會是較低的，表示在這些Cl原子吸附的位置中有著較強的排斥位能。