Аномальный диффузионный профиль адатомов на экстремально широких террасах поверхности Si (111)
Аннотация:
Предмет исследования. В работе экспериментально изучено распределение концентрации адатомов на экстремально широких террасах поверхности Si(111), сопоставимых по размерам с длиной диффузии адатомов. Метод. Экстремально широкие террасы созданы в процессе in situ экспериментов, проводимых методом сверхвысоковакуумной отражательной электронной микроскопии в условиях высокотемпературного отжига образцов Si(111) (более 1000 °C) с быстрым охлаждением до 750 °C для формирования доменов сверхструктуры 7 × 7. Детальный анализ морфологии поверхности террас выполнен методом ex situ атомно-силовой микроскопии в атмосферных условиях. Основные результаты. На основе изображений, полученных с помощью атомно-силового микроскопа, с высоким разрешением (1,2 нм/пиксел) сформированы панорамные топографические изображения террас. С использованием цифровой обработки панорамных изображений, экспериментально визуализировано распределение концентрации адатомов n. Для террасы, охлажденной от 1070 °С, в центре террасы n принимает минимальные значения около 0,13 БС (1 бислой (БС) = 1,56 × 1015 см−2), а вблизи ступени, ограничивающей террасу — возрастает до 0,14 БС. Такое радиальное распределение n(r) при 1070 °С соответствует коэффициенту диффузии адатомов D = 59 ± 12 мкм2/c. Обнаружено, что для террасы, охлажденной от 1090 °С, подход, который предполагает одинаковую длину диффузии адатомов по всей террасе, не описывает экспериментальное распределение n(r). Для его анализа использовано решение стационарного уравнения диффузии в предположении, что D не является константой. На основе численного решения получена зависимость D от экспериментально измеренных значений n. При 1090 °С в предположении, что время жизни адатомов не зависит от n, получено, что коэффициент диффузии адатомов уменьшается от 140 мкм2/c при n = 0,093 БС (в центральных областях террасы) до 5 мкм2/c при n = 0,118 БС (возле ступени). Практическая значимость. Результаты работы экспериментально демонстрируют, что управление концентрацией адатомов может быть использовано для существенного изменения диффузионных свойств адсорбционного слоя на поверхности кристалла.
Ключевые слова:
Постоянный URL
Статьи в номере
- Особенности изображений воды, льда, снега, предметов и человека, формируемых гибридной телевизионной камерой в ближнем инфракрасном диапазоне
- Анализ периодически текстурированных кремниевых солнечных элементов с использованием технологии моделирования TCAD
- Сцинтилляционные датчики гамма-излучения на основе твердотельных фотоумножителей в составе беспроводных сетей промышленного интернета
- Повышение качества сетевого управления технологическими процессами
- Геометрический подход к решению задачи для машин Дубинса при формировании программных траекторий движения
- Дрейф двумерных вакансионных островков на поверхности Si(100) в условиях электромиграции
- Исследование фотокаталитических свойств композитов хитозан-TiO2 для разложения пирена
- Кинетика трансформации формы эшелонов атомных ступеней на поверхности Si(001) в условиях электромиграции
- Методика эксперимента для оценивания вероятности и опасности реализации сетевых атак в автоматизированных системах
- Метод отбора мета-признаков на основе фреймворка Auto-sklearn
- Автоматическое построение дерева диалога по неразмеченным текстовым корпусам на русском языке
- Обобщенное программирование с комбинаторами и объектами
- Машинное обучение байесовской сети доверия как инструмента оценки интенсивности процесса по данным из социальной сети
- Модели реструктуризации программного обеспечения для языка объектно-ориентированного программирования с использованием алгоритма нечеткой кластеризации
- Концепция управления сетевой структурой интеллектуальных устройств в условиях цифровой трансформации энергетической отрасли
- Защита изображений лиц от распознавания в социальных сетях: способы решения и их перспективы
- Избыточные модели контролепригодных распределенных вычислительных систем реального времени
- Исследование влияния толщины базы на фотоэлектрические параметры кремниевых солнечных элементов с использованием новых TCAD алгоритмов
- Сбалансированный алгоритм гибридного метода крупных частиц и его проверка на некоторых тестовых задачах
- Архитектура системы полнотекстового поиска по речевым данным на основе глобального индекса
- Оценка кровоснабжения мозга через интактный череп с использованием визуализирующей фотоплетизмографии