台阶表面表面偶极分布的原子尺度成像
介观与纳米尺度物理
2017-11-08 v1
摘要
台阶化的有序半导体表面作为制备一维纳米结构的重要纳米模板而受到重视，这类纳米结构具有引人入胜的电子性质潜力。因此，详细理解其 underlying 台阶衬底对该领域的进展至关重要。尽管台阶边缘的测量对扫描力显微镜（SFM）而言具有挑战性，我们在此首次给出了硅邻晶表面同时具备原子分辨率的SFM与开尔文探针力显微镜（KPFM）图像。我们发现，与功函数的通常理解相反，局域接触电势差在所有硅原子上并非均匀。为解释数据，我们进行了密度泛函理论（DFT）计算。我们将原子尺度的电子特征解释为由Smoluchowski型效应引起的表面偶极分布差异所致。例如，在台阶边缘，靠近体相的较低位置原子上的部分负电荷大于更向真空突出的原子。这是此类效应在半导体表面上的首次显现。即使计算中未包含针尖，DFT图像也准确再现了实验。这凸显出高分辨率KPFM图像确实展示了表面的本征性质，而不仅仅是针尖-表面相互作用。
引用
@article{arxiv.1711.02356,
title = {Atomic-scale imaging of the surface dipole distribution of stepped surfaces},
author = {Carmen P érez León and Holger Drees and Stefan Martin Wippermann and Michael Marz and Regina Hoffmann-Vogel},
journal= {arXiv preprint arXiv:1711.02356},
year = {2017}
}
备注
This document is the unedited author's version of a Submitted Work that was subsequently accepted for publication in The Journal of Physical Chemistry Letters, copyright American Chemical Society after peer review. To access the final edited and published work see http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.jpclett.5b02650