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研究生: 張躍獻
論文名稱: 鈷和銀原子於不同的銀/矽(111)表面上成長行為研究
指導教授: 傅祖怡
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 物理學系
Department of Physics
論文出版年: 2007
畢業學年度: 95
語文別: 中文
論文頁數: 73
中文關鍵詞: 銀/矽(111)
論文種類: 學術論文
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  • 鈷在128K左右即會和矽發生電子轉換,為了研究鈷原子團的行為,在鈷與矽之間鍍上銀的緩衝層;由之前研究知道銀和矽基底形成√3×√3重構後會形成上下層的現象,因此在100K下蒸鍍4ML銀原子於矽7×7基底,升到室溫形成平坦的基底後,再加鍍鈷原子團,並與室溫下蒸鍍鈷在Ag/Si(111)-√3×√3上比較。發現隨溫度提升,鈷島聚在邊緣的個數及面積皆有增加的趨勢。而且,銀島在Ag/Si(111)-√3×√3上的聚集擴散現象顯示不同原子蒸鍍在Ag/Si(111)-√3×√3上有相似的成長趨勢。
    在100K下蒸鍍6ML銀於矽上,製備大範圍的Ag/Si(111)基底,再蒸鍍上0.2ML鈷原子,隨著溫度由室溫升至300℃鈷島的堆積排列無規律的趨勢,待溫度升至350℃Ag產生√3×√3重構後,鈷島在其上的行為和在「室溫下蒸鍍鈷於Ag/Si(111)-√3×√3基底」十分相似,皆喜歡往邊緣堆積並長成三維島嶼。由此可知在低溫下製備的平坦Ag/Si(111)基底,且在其尚未形成√3×√3重構前,可使Co島有類似量子點陣的排列方式。我們亦可了解無論是低溫下製備的Ag/Si(111)基底或是Ag/Si(111)-√3×√3重構,皆可有效阻止鈷與矽產生合金。

    目 錄 第一章 緒論……………………………………………………………1 第二章 實驗原理………………………………………………………3 2.1 STM的基本原理 ……………………………………………………3 2.2 侷域電子態密度(LDOS)…………………………………………6 2.3 STM取像方式……………………………………………………7 2.4 晶格(Lattice)與倒晶格(Reciprocal lattice)………………………9 2.5電子繞射原理……………………………………………………10 第三章 實驗儀器………………………………………………………12 3.1 真空幫浦系統(Pump)……………………………………………12 (a) 旋轉式機械幫浦……………………………………………13 (b) 渦輪分子幫浦………………………………………………13 (c) 離子幫浦……………………………………………………14 (d) 鈦昇華幫浦…………………………………………………15 3.2 真空壓力計(gauge)………………………………………………16 (a)派藍尼真空計 …………………………………………………16 (b)離子真空計 ……………………………………………………16 3.3 殘氣分壓分析儀(RGA)…………………………………………18 3.4 探針製作(Tip preparation)………………………………………19 3.5蒸鍍系統…………………………………………………………20 (a) The Vacweld K-cell(Knudsen-cell)蒸鍍鎗 ………………20 (b)Omicron EFM3蒸鍍鎗……………………………………21 3.6 低能電子繞射儀(LEED)……………………………………22 3.7 掃描穿隧顯微儀(STM)………………………………………24 第四章 實驗步驟………………………………………………………26 4.1實驗流程圖(Experimental processes)……………………………26 4.2前置作業……………………………………………………………27 4.2.1製備STM探針………………………………………………27 4.2.2超高真空環境(Ultra-high Vacuum;UHV)………………28 4.3樣品選擇及基底的處理…………………………………………… 30 4.3.1 製備Si(111)-(7×7)DAS 樣品…………………30 4.3.2 室溫下製備33×-Ag/Si(111)-(7×7)樣品…………33 4.3.3 低溫下製備平坦的Ag /Si(111)緩衝層…………34 4.4不同溫度下銀及鈷原子在Ag-Si緩衝層表面的行為觀察……… 35 第五章 實驗數據與分析………………………………………………36 5.1三種不同形貌的基底……………………………………………36 5.1.1 室溫下製備 √3×√3-Ag/Si(111)基底 ………………36 5.1.2 低溫下製備Ag/Si(111)高原型態的基底………………38 5.1.3 低溫下製備Ag/Si(111)大範圍平台型態的基底………40 5.2 蒸鍍Co原子於三種不同基底上…………………………………44 5.2.1室溫下蒸鍍Co及Ag原子於√3×√3–Ag/Si(111)基底…44 5.2.2蒸鍍Co於低溫下製備的Ag高原形態的基底上……………50 5.2.3蒸鍍Co於低溫下製備大範圍的Ag平台形態的基底上……54 5.2.4蒸鍍Co於低溫下製備大範圍的Ag平台形態的基底上行為 分析…………………………………………………………61 5.3 與其他系統的比較………………………………………………67 5.3.1 鈷在"矽(111)-(7×7)"與"銀/矽(111)"表面行為之比較 ………………………………………………………………67 5.3.2 鈷在"銀/矽(111)"與"銀/鍺(111)"表面行為之比較… ………………………………………………………………69 第六章 實驗結論……………………………………………………71 第七章 參考資料……………………………………………………73

    第七章 參考資料
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