Si(001)表面磷诱导二聚体的结构研究
材料科学
2009-11-11 v1
摘要
由于P-Si体系在量子计算和分子线自导向生长中的潜在应用，人们重新关注该体系，这促使我们研究P置于Si(001)-p(2×1)表面后引起的结构变化。使用基于第一性原理密度泛函理论(DFT)的赝势方法，我们对P-Si(001)体系进行了计算，从表面上的孤立P原子开始，系统地将覆盖度增加至一个完整单层。孤立P原子可以有利地占据同一Si二聚体行中相邻Si二聚体两个原子之间的M位点。但由于M位点作为被 ejected Si的受体参与其中，P掺入表面在能量上更为有利。我们的计算表明，在高达1/8单层覆盖度时，由表面Si原子被P取代形成的异质二聚体结构在能量上是有利的。最近在STM中观察到的锯齿状特征与这一取代过程一致。随着覆盖度增加，异质二聚体让位于Si二聚体行上的P-P邻位二聚体。这种行为类似于Si-Si d-二聚体，但与Al-Al二聚体形成对比，后者位于相邻Si二聚体行之间且呈对位二聚体排列。与Al-Si体系不同，P-Si未显示任何对位到邻位的转变。对于两种体系，表面重构在大约一个单层覆盖度时被解除。这些计算有助于我们理解使用扫描隧道显微镜获得的实验数据。
引用
@article{arxiv.cond-mat/0601505,
title = {Structural studies of phosphorus induced dimers on Si(001)},
author = {Prasenjit Sen and Bikash C Gupta and Inder P. Batra},
journal= {arXiv preprint arXiv:cond-mat/0601505},
year = {2009}
}
备注
To appear in PRB