O2／Si（100）非重构表面LEPS相互作用势模型

对双原子分子Ｏ２与非重构Ｓｉ（１００）表面相互作用的ＬＥＰＳ半经验势模型进行了研究，其中表面作为具有波纹度的刚性表面进行处理。确立了系统的势能超曲面，得到的表面吸附特性Ｐ、Ｖ、Ｓｍｉｔｈ等人基于ＡＳＥＤ－ＭＯ方法的研究结果进行了定量对比分析。对不同入射条件下的分子－表面相互作用势也进行了研究。     

N_2/Fe(100)系统的半经验模型势

本文对双原子分子N_2和刚性、有波纹度的Fe(100)表面的相互作用势进行了研究。我们在已有的四体LEPS势模型的基础上,研究了LEPS势性质;得出了和已有实验数据相吻合的势参数,并且研究了N_2分子以不同方式入射到Fe(100)表面时分子一表面相互作用势U_(M-S)。     

O_2/Si(100)-2×1重构表面相互作用过程的动力学研究

对双原子分子O2与Si（100）－2×1重构表面的相互作用过程进行了动力学研究。建立了相互作用系统的LEPS势能超曲面，并在此基础上采用准经典轨迹方法计算了不同特征吸附位上的分子运动轨迹，得到了与理想表面模型相比更为合理的表面吸附特性。     

O_2/Si(100)非重构表面相互作用过程的准经典轨迹研究

采用准经典轨迹计算方法对双原子分子O2与非重构Si（100）理想表面的散射过程进行了动力学研究。计算结果解释了氧分子与半导体表面相互作用中的能量传递机理，验证了前面工作所得到的LEPS半经验模型势的合理性。     

O2／Si（100）非重构表面相互作用过程的准经典轨迹研究

采用准经典轨迹计算方法对双原子分子Ｏ２与非重构Ｓｉ（１００）理想表面的散射过程进行了动力学研究。计算结果解释了氧分子与半导体表面相互作用中的能量传递机理，验证了前面工作所得到的ＬＥＰＳ半经验模型势的合理性。     

N_2/Fe(100)相互作用的动力学研究

用准经典轨迹法对N2－Fe（100）系统进行了研究，分析了氮分子在Fe（100）面上的直接散射和离解性吸附等过程中的能量传递和重新分配，阐明了表面催化的机理。作为准经典轨迹法更为深入的应用，研究了主要LEPS势参数和势特性对初始离解吸附几率（S0）的影响，得出了S0随势特性变化的规律。     

两种势下的Si(100)表面重构及二聚体形成过程的分子动力学模拟

分别采用Tersoff势与S-W势对不同温度下Si(100)面重构情况进行分子动力学模拟,找出了这两种势函数下发生重构的温度范围,进而采用S-W势对几种典型情况进行模拟研究.结果发现,二聚体形成前后的温度、内能会出现明显变化,高温时重构速度快但效果较差且不稳定,会形成吸附单体.原子间距为0.33nm左右是二聚体形成的关键距离.     

原子氢在Si(100)表面吸附的FI-STM研究

高性能的场离子-扫描隧道显微镜(field ion-scanning tunneling microscope简称FI-STM)已成功地用于原子氢在Si(100)2×1表面的化学吸附过程的研究。结果表明,在小于6L低的氢暴露量下,氢原子通常是吸附在Si的二聚原子列(dimer rows)的顶部。随着氢暴露量的增加,先后出现Si(100)2×1:H单氢化物相(monohydride)和Si(100)1×1::2H双氢化物相(dihydride)两种表面结构。氢饱和的Si表面的热脱附研究表明,当样品被加热到590K时,表面结构并无明显变化;而到达670K时,则表面的(1×1)双氢化物相消失;当温度升高到730K时,(2×1)结构的二聚原子列又重现于表面,而且在Si衬底的台阶上出现许多错列的吸附原子链。这些原子链垂直于原先的Si的二聚原子列的方向,因此被认为是由Si的氢化物热解产生的Si原子在Si(100)表面的有序化排列。     

Si(100)-(2×1)表面上Si薄膜生长的模拟

本文在分析表面扩散各向异性、二聚体和二聚体列影响的基础上,建立了Si(100)-(2×1) 表面上Si薄膜生长的Kinetic Monte Carlo(KMC)模型,利用该模型对薄膜生长的初始阶段进行了研究.结果表明:吸附原子的扩散距离随温度的变化满足指数函数L=L0AeT/C.在一定的入射率下存在一最佳成岛温度,该温度随入射率的增大而升高.随入射率的减小,薄膜逐渐从离散生长向紧致生长转变,表面扩散的各向异性越显著.     

SnO_2表面势垒与温度、氧分压的关系

根据化学平衡原理和反应动力学理论,建立了SnO_2表面势垒的温度分区模型。描述了温度变化后,氧在SnO_2表面吸附状态的转化,得到了与实验相吻合的表面势垒与温度、氧分压的关系。从准异质结的概念出发,讨论了表面费米能级钉扎现象。     

Cu／SiO2/Si（100）体系中Cu和Si的扩散和界面反应

室温下,利用磁控溅射方法在P型Si(100)衬底上沉积了铜(Cu)膜.采用X射线衍射(XRD)和卢瑟福背散射(RBS)分析了未退火以及在不同温度点退火后的样品,研究了Cu/SiO3/Si(100)体系的扩散和界面反应.RBS分析得出对于Cu/SiO2/Si(100)体系,当退火温度高于350℃时,才产生明显的扩散,并且随着温度的升高,体系扩散越明显;当退火温度在450℃以下时,XRD没有测得铜硅化合物生成;当温度到500℃时才有铜硅化合物生成.这比已有文献报道的温度低.     

Si(100)面的STM观察

使用超高真空扫描隧道显微镜(STM)观察了Si(100)面,得到了清洁Si(100)面的STM像。从Chadi模型的形成和表面原子的各向异性扩散分析了STM像的两种类型的台阶棱。Si(100)面的STM像存在许多缺陷,缺陷位置能从在同一区域样品上加正负偏压的STM像来确定。     

Pt扩散阻挡层对PZT/Si薄膜化学结构和性能的影响

运用XPS和AES研究了Pt扩散阻挡层对PZT薄膜／Si界面化学结构和性能的影响：在PZT薄膜和Si基底间增加Pt扩散阻挡层，可以抑制TiCx物种和TiSix物种的形成，促进PZT薄膜的形成反应。Pt扩散阻挡层的存在阻断了氧和Si的相互扩散反应，促进PZT物种形成钙钛矿型晶体结构，使得形成的PZT薄膜具有和体相材料相近的高介电常数和铁电性能。     

n-GaAs(100)表面及Na/n-GaAs(100)界面的光电子谱研究

采用X射线光电子谱(XPS)及紫外光电子谱(UPS),对经5keV Ar~+离子轰击后的n-GaAs(100)表面及其Na/GaAs(100)界面作了详细的研究。并且和Na/n-GaAs(100)-(4×1)界面进行比较,以揭示Ar~+离子轰击对金属/n-GaAs(100)界面的影响。结果表明,经5keV氩离子轰击后的n-GaAs(100)表面,其功函数较n-GaAs(100)-(4×1)表面大0.3eV。而且,Na在低覆盖度时(θ≤0.02ML)。轰击后的GaAs(100)表面,Na/n-GaAs(100)界面费米能级移动量为0.7eV,而Na/n-GaAs(100)-(4×1)界面,其费米能级移动量仅为0.3eV。     

Sb-modified growth of stacked Ge/Si(100) quantum dots

We report on the Sb induced modifications of the morphology of self assembled Ge/Si(100) quantum dot stacks in a Si matrix grown by a molecular beam epitaxy. It is shown that the size of the quantum dots in the stack and the Si spacer layer uniformity inside the stack are regulated by the amount of deposited Sb. We consider the thin Sb layer at the Ge/Si growth interface as a factor limiting the surface migration of Si and Ge ad-atoms. The surface diffusion coefficients of Si ad-atom on uncovered pyramid shaped Ge island and on a Ge island covered by a single monolayer of Sb are estimated to be 2.4 μm²s⁻¹ and 2.3 × 10⁻⁴ μm²s⁻¹ at a temperature of 600 °C, correspondingly. Based on this remarkable reduction of surface diffusion the morphology of the surface can be preserved when the growth is continued after the single monolayer of Sb is at the surface.     

用低能电子衍射谱仪(LEED)观察氢终止的Si(111)表面

本文描述了一种得到无重构的理想的氢终止Si（111）表面的化学处理方法，用这种方法得到的表面，可以用低能电子衍射谱仪（LEED）进行结构研究。本实验使用我们自己设计加工的电子背轰击式加热器，作品可加热到800℃以上，亦可冷却到液氮温度。文中对氢终止Si（111）表面的研究的初步结果作一概述，给出了表面覆盖氢化物的LEED研究证据。