| Popis: |
Özet TEMİZ VE ÜZERİNE EŞORGUSEL TABAKA BÜYÜTÜLMÜŞ SI(00l) YÜZEYLERİNİN TARAMALI TÜNELLEME MİKROSKOBU KULLANILARAK ATOMİK DÜZEYDE İNCELENMESİ H. Özgür Özer Fizik Yüksek Lisans Tez Yöneticisi: Assoc. Prof. Recai Ellialtıoğlu Ocak 1996 Bu tezde, temiz ve üzerine eşörgüsel tabaka büyütülmüş Si(001)(2xl) yüzeyleri Taramalı Tünelleme Mikroskobu (TTM) kullanılarak incelenmiştir. T TM ve onun içine yerleştirildiği Ultra Yüksek Vakum Sistemi açıklanmaktadır. Ayrıca. Si(00l) yüzeyinin yeniden yapılanması ve temel özellikleriyle ilgili çalışmaların kısa bir tarihçesi de verilmektedir. İlk olarak, örnek ve iğne hazırlama teknikleri optimize edildi. Hem sistem dışı kimyasal hem de sistem içi ısıtarak temizleme prosedürleri içeren örnek hazırlama yönteminin, özellikle ısıtmada kullanılan sıcaklık değerlerinin kritikliği yüzünden, düzenli bir şekilde temiz ve atomik seviyede düz yüzeyler vermediği görülmüştür. Temiz Si (001) yüzeylerinde bir atom yüksekliğindeki basamaklar, çiftil sıralar, eksik çiftil ve çil'til grupları gibi kusurlar gözlenmiştir. Kirliliğe bağlı çift atom yüksekliğindeki basamak oluşumu da birkaç örnekte ortaya çıkarılmıştır. Başlıca sebebinin yüksek kusur yoğunluğu, ya da TTM iğnesinin etkisi olduğuna inanılan çiftillerin asimetrikleşmesi olayı da bir örnekte görülmüştür. Si ve Ge silisyum ana yüzeyi üzerine, sıra,siyla 0.11 ve m3.2 mono-tabakalarla, eşörgüsel olarak büyütülmüştür. Si'uıı büyümesi, düşük ana yüzey sıcaklığından (~ 300 °C) dolayı, ada oluşumu şeklinde gerçekleşmiştir. Büyümede yön bağımlı yapılanma ve yayılma tespit edilmiştir. Diğer yandan, görece yüksek sıcaklıkta (~ 500 °C) çok miktarda Ge kaplanması, teraslar üzerinde kendi başına adaların oluşumundan çok basamak akışı şeklinde bir büyümeyle sonuçlanmıştır. Anahtar sözcükler: Taramalı Tünelleme Mikroskobu, Ultra Yüksek Vakum Sis temi, Si(001)(2xl) yeniden yapılanma, Eşörgüsel büyüme. iv Abstract ATOMIC SCALE INVESTIGATION OF CLEAN AND EPI-GROWN SI(OOl) SURFACES USING SCANNING TUNNELING MICROSCOPY H. Özgür Özer M. S. in Physics Supervisor: Assoc. Prof. Rccai EHiaHio«;ln J miliary 1 990 In this thesis, clean and epi-grown Si(001)(2xl) surfaces are analysed by Scanning Tunneling Microscopy (STM). The STM and Ultra. High Vacuum System (UHV) in which the microscope is installed, are described. A brief history of the studies on the reconstruction and fundamental features of the Si(001) surface is also given. First, the sample and tip preparation techniques were optimized. Sample preparation method, which includes both ex situ chemical and in situ heating cleaning procedures, was found not to give routinely the clean and atomically flat surfaces, because of the criticality of the temperature values used during heat treatments. The monoatomic steps, dimer rows, defects such as missing dimer and dimer groups, were observed on clean Si(001) surfaces. Double height step formation due to contamination was also detected on a few samples. Buckling of dimers which is believed to be due mainly to either the high defect density or tip-surface interaction, was observed on one sample. Si and (Je were grown epitaxially on the silicon substrate, with 0. 1 i ML and 3.2 ML coverages, respectively. The Si growth on Si(001) was found to occur as islandformation because of the low substrate temperature (~ 300 °C). Strong shape anisotropy and diffusional anistropy in the growth have been observed. On the other hand, the large coverage of Ge on Si(001) at a relatively high substrate temperature (~ 500 °C), are resulted in step flow growth rather than individual island formation on the terraces. Keywords: Scanning Tunneling Microscope, Ultra High Vacuum, Si(001)(2xl) reconstruction, Epitaxial growth. 11 65 |
