文档介绍：复旦大学
博士学位论文
Si表面上生长的Pb岛及Si表面形态的研究
姓名:王国忠
申请学位级别:博士
专业:凝聚态表面物理
指导教师:资剑
20040515
摘要第一章主要研究了在/√表面上岛的稳定高人们发现在分子束外延实验中,原子在砻嫔峡梢陨こ鲂巫捶常规则的岛,在一些称为“幻数高度”的值,岛特别稳定。类似的情况在其他系统也相继被发现。形成这种高度自组织岛的驱动力到底是什么,成为一个重要的理论研究课题。子限制效应突岢鱿帧H嗣瞧毡槿衔U庵值旱纳せ坪蚎有密切关度。在继承以前电子生长理论的基础上,提出一种新的效应一自由电子简并压强的高度。结合/旱囊恍┦笛榻峁庵中в梢远ㄐ越馐退第二章研究了岛的大小,实验上发现,在不同的/砻嫔仙さ牡的大小也不同,而且在岛长高的过程中,它的大小基本保持不变。因为岛的大小题。但是这种观点是不合适的,事实上,岛的大小作为一个维度,对于决定岛内算了界面处的弹性能,结合电容效应得到了决定岛的大小的公式。由于缺少必要解释其他的一些实验现象。本章最后给出一个岛之闻的一种相互作用。详细的研究了台阶的形成能和台阶之间的相互作用,得到一些新的结果。翻垒文公布当金属纳米颗粒中电子的ǔひ丫梢院退拇笮∠啾仁保系,但是具体的形成原因还没有定论,理论还处于探索的状态。效应。考虑这种新的效应,初步的计算结果成功地解释了这两种不同岛的最稳定有的稳定高度,这表明这种效应在岛生长中的重要性。比它的高度大十倍左右郧暗募扑慊旧习裀捍砦R桓隽轿电子的能级结构非常重要,从而影响岛的稳定高度。本章利用弹性力学的方法计的参数,还不能使用这个公式直接计算岛的大小,但是可以利用这个公式定性的在分子束外延生长实验中,都是假定衬底表面是均匀光滑的,但是真实的晶体表面是有台阶结构的。台阶结构直接影响表面发生的物理化学过程,理论上这种台阶结构可以认为是低维分数统计的实现。第三章首先简单的介绍了重整化群方法,然后讲述一个台阶结构的模型,它的重整化群力程的不动点呵以用来区分不同的表面的台阶结构。然后介绍台阶的自发形成机制。最后使用P关键词:分子束外延,量子限制效应,稳定高度,电子生长模型,重整化群,台阶结构,P輢毁÷蒋、导师阐爨
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第一章岛的稳定高度研究/低逞芯肯肿/√痢蘪砻嫔系腜骸§半导体工业最近几十年里取得了长足的进展,随着芯片集成度的提高,芯片内单个器件的尺寸越来越小,量子效应不可避免。因此,对纳米尺度的颗粒的研究就成为一个十分重要的课题,一方面具有基础研究的价值,另一方面也具有新技术开发的潜在用途。由于和两种材料的特性,成为一个被广泛研究的系统。年和首先使用湍艿缱友苌对沉积在表面的薄膜进行了研究。和在任何温度下几乎都不相熔,可以形成一个典型的非化学反应量子限制南低场T诙訮痵低辰泄惴貉芯康幕∩希新的现象和效应不断被发现。下面的介绍集中于这方面的最新的实验研究情况。纳米颗粒的许多实际用途像激光、开关、感应器等都是基于它内部电子在不同能级上的跃迁行为,而纳米颗粒的能级结构由它的大小和形状所决定。如果这些因素可以人为控制,那么人们就可以设计具有不同功能的纳米颗粒。利用分子束外延方法在表面生长的纳米颗粒,随着温度和覆盖量的不同而呈现出许多不同的结构,而且这些结构似乎是可以人为控制的。虽然对这个系统进行了大量的研究,仍然存在许多闯题有待于理论和实验进一步探索。最近人们利用先进的设备和方法,,散射,苌涞对/系统的研究发现,在表面上可以生长出大小均匀,顶部平坦,圆柱状的岛。下图是这种系统的掌琜图生长在//砻嫔暇哂卸嘀中翁痛嬖诜绞剑侥壳拔V梗笛樯匣姑挥刑峁~个完整的相图,下面的叙述只集中于低温下—男形!
卢一√烈韵嗍歉銮康氖肯啵倚枰5腜孔钌喜缓笸ü约当的,形成了卢一√痢蘪相.,可以被柰枷蠡騆笛楣鄄的形式存在,如:弧蘨×√弧蘪×√×等。以弧蘪×√3跏枷啵僭黾觢/腜灰浴痢蘪啼×相,进一步增加耐避随着退火温度的升高,首先出现弱的口~怕×√啵缓笫恰縳】相,最后会形成口一√痢蘪相。在时,随着覆盖量的增加,这些相也会相互转变,比如:≒旱拇笮『托巫矗旌系某跏枷嗑突嵘长出不同大小和高度的岛。图原子在砻娴慕峁瓜嗤肌加的覆盖量和改变退火温度来得到需要的相。它的制备过程一般是在准备好的砻娉粱的,然后退火到,大部分的都已蒸发掉,只留下大/琹/点是否达到最大所证实。在低温下,所有的相都由温度和的覆盖量决定,而且这些相大多数是稳定的,
压×压√√亨的岛之间的区域主要是弧蘪×压相,它的厚度是厦嫖降腜,就可以得到痢相。转化的程度和温度有关,当时,主