Кинетика движения круглых атомных ступеней на поверхности Si(111) в присутствии Au / Ситников С.В., Щеглов Д.В., Латышев А.В.

Диффузия примеси по поверхности, её растворение и диффузия в объёме кристалла можетоказывать ключевое влияние при формировании полупроводниковых наноструктур. Как былопоказано ранее [1], осаждение золота на поверхность Si(111) приводит к перераспределению атомныхступеней, теоретическое описание которого осложнено отсутствием энергетических параметровэлементарных атомных процессов на поверхности в присутствии атомов золота.В данной работе для исследованияатомных процессов на поверхности Si(111) приадсорбции золота предложено использоватьповерхность образца с системойконцентрических замкнутых атомных ступеней,разделённых широкими террасами [2]. Анализкритического размера террасы Rcrit длязарождения новой круглой замкнутой атомнойступени, ограничивающей вакансионныйостровок, и кинетики движения таких ступенейпозволяет определить энергетические параметрыатомных процессов [3]. Исследованияпроводились с применением in situ методасверхвысоковакуумной отражательнойэлектронной микроскопией.Обнаружено, что при осаждении золотакритический размер террасы увеличивается (рис. 1). Известно, что при температурах выше 900°Сатомы золота активно диффундируют с поверхности в объём кристалла и за счёт механизма kick-outформируют избыточную концентрацию междоузельных атомов, которые выходят на поверхность вадсорбционное положение [1]. По измерению разницы между скоростями сублимации без потоказолота и с ним оценено, что поток атомов кремния из объёма не превосходит 0,2 МС/с в интервалетемператур 1120-1280°С при осаждении золота со скоростью 0,13 MC/c. Приведенатемпературная зависимость Rcrit при осаждении кремния со скоростью 0,2 МС/с. Видно, что Rcrit приосаждении золота значительно больше, чем при осаждении кремния. Это показывает, что атомызолота не только генерируют поток атомов из объёма на поверхность, но и оказывают значительноевлияние на процессы массопереноса по поверхности и формирования вакансионных островков наповерхности Si (111), в частности препятствуют зарождению вакансионного островка. В работепроведён анализ влияния осаждения атомов золота на кинетику движения атомных ступеней наповерхности Si(111) в рамках расширенной теории Бартона, Карбера и Франка [4] и процессовзарождения вакансионных островков.