Kurzfassung
Die geometrische und elektronische Struktur von Si(001) 2\cross1 und des Adsorbatsystems Si(001)-Pb werden mit Hilfe der Beugung niederenergetischer Elektronen,
der Rastertunnelmikroskopie und der winkelaufgelöste Photoelektronspektroskopie mit Synchrotronstrahl untersucht.
Im Gegensatz zu den früheren Untersuchungen können die Oberflächenzustände, die von den Brückenbindungen und Rückbindungen zur zweiten Schicht stammen,
identifiziert werden. Die detaillierte Messungen ermöglichten die vollständige Bestimmung der Dispersion der Oberflächenzustände, die der [010] Richtung
zugeordnet wird. Die vorliegende experimentelle Ergebnisse stimmen mit der kürzlich berechneten Bandstruktur sehr gut überein.
Bei Raumtemperatur wurde die Anfangsphasen für das Adsorbatsystem Pb auf Si(001)2\cross1 untersucht. Fünf verschiedene Pb induzierte
Rekonstruktionen mit 3\cross2, 2\cross2, 4\cross1, c(8\cross4) und 2\cross1 Periodizität wurden in Abhängigkeit der Pb Bedeckung beobachtet. Die
Photoemissionsmessungen am Valenzband und am Pb 5d Rumpfniveau zeigen, daß die Si(001) Oberfläche ab einer Pb Bedeckung von 1ML metallisch wird.
Auf der Si(001)2\cross2-Pb rekonstruktierte Oberfläche bei einer Pb Bedeckung von 0.5ML haben wir vier Oberflächenzustände identifiziert und ihre
vollständige Dispersion der [010] Richtung zugeordnet. Auf der Basis von STM Messungen stellen wir für die zwei verschiedenen Si(001)c(8\cross4)-Pb Rekonstruktionen Strukturmodelle vor.
The geometrical and electronic structure of Si(001)2\cross1 and the adsorbate system Si(001)-Pb have been studied with low energy electron diffraction, scanning tunneling microscopy and angle-resolved photoelectron spectroscopy using synchrotron radiation. In contrast to earlier studies, the dimer- and back-bond related surface resonances of Si(001)2\cross1 have been identified and their complete dispersion curves have been mapped out along the [010] direction. The present experimental results are in excellent agreement with recent band structure calculations. The initial stages of the adsorption of Pb on Si(001)2\cross1 surfaces have been investigated at room temperature. Five different Pb-induced superstructures with 3\cross2, 2\cross2, 4\cross1, c(8\cross4) and 2\cross1 periodicities have been observed for coverages up to 1.2ML. From the valence-band and Pb 5d core-level photoemission measurements on the Si(001)-Pb surface, we conclude that the Si(001) surface becomes metallic at a Pb coverage of 1ML. Four surface states have been identified on the Si(001)2\cross2-Pb reconstructed surface at 0.5 ML Pb coverage and their full dispersions along the [010] direction have been mapped. On the basis of STM measurements structural models for two different Si(001)c(8\cross4)-Pb reconstructions are suggested.