STM-Untersuchungen zur Rekonstruktion und Facettierung reiner und adsorbatbedeckter Elementhalbleiteroberflächen mit (001)- und (103)-Orientierung

Dissertation zur Erlangung des Doktorgrades des Fachbereichs Physik der Universität Hamburg.

vorgelegt von

Gerald Falkenberg

Keywords:
surface structure, morphology, roughness and topography; surface reconstruction; semiconductor surfaces; faceting; strain; high-index single chrystal surface; chemisorption; scanning tunneling microscopy; low-energy electron diffraction; reflection high-energy electron diffraction; surface X-ray diffraction; silicon; germanium; indium; lead; antimony; bismuth


 
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Kurzfassung (deutsch)
abstract (english)

Kurzfassung.html
abstract.html 

postscript:
Titel, Kurzfassung und abstract  
titel_abstrac.ps (103k)

0 Inhaltsverzeichnis inhalt.ps (107k)

1 Einleitung einleitung.ps 144k

2 Die Halbleiter-Oberfläche (gzipped ps) (205k)

2.1 Grundprinzipien der Rekonstruktion
2.2 Konventionen zur Bezeichnung der Rekonstruktionen
2.3 Facettierung von Oberflächen und Equilibrium Crystal Shape

3 Die verwendeten Meßverfahren (gzipped ps) (646k)

3.1 Der reziproke Raum
3.2 LEED
3.3 RHEED
3.4 SXRD
3.5 STM
3.5.1 Das Meßprinzip
3.5.2 Theoretische Beschreibung

4 Beschreibung des experimentellen Aufbaus aufbau.ps (199k)

4.1 Das UHV-Experiment
4.2 Befestigung der Proben

5 Die Ge(001)- und Si(001)-Oberflächen im Vergleich (gzipped ps) (943k)

5.1 Volumeneigenschaften
5.2 Das Dimer-Modell
5.3 Abbildungseigenschaften von Ge- und Si-Dimeren im STM
5.4 Terrassen- und Domänenstruktur
5.5 Die Probenpräparation
Si(001)
Ge(001)

6 Pb auf Ge(001)- und Si(001)-Oberflächen (gzipped ps) (3.8M)

6.1 Einleitung
6.1.1 Pb/Si(111) und Pb/Ge(111)
6.1.2 Pb/Si(001)
6.1.3 Pb/Ge(001)
6.2 Probenpräparation
6.3 Pb/Ge(001): Messungen und Diskussion
6.3.1 Das Präparationsdiagramm
6.3.2 Ge(001)(2x2)-Pb
6.3.3 Ge(001)c(8x4)-Pb
6.3.4 Substitutionelle Pb-Dimere
6.3.5 Ge(001)(2103)-Pb
6.3.6 Ge(001)c(8x4)i-Pb
6.3.7 Mikrofacettierung
6.3.8 Ge(001)(1x5)-Pb
6.3.9 Die Rauhe Phase
6.4 Pb/Si(001): Messungen und Diskussion
6.4.1 Die ``leichte'' c(8x4)-l Rekonstruktion und die (4x2)-Rekonstruktion
6.4.2 Der Bedeckungsbereich zwischen c(8x4)-l und (2x1)

7 In auf Ge(001)- und Si(001)-Oberflächen (gzipped ps) (2.4M)

7.1 Einleitung
7.1.1 (Al,Ga,In)/Si(111) und (Al,Ga,In)/Ge(111)
7.1.2 (Al,Ga,In)/Si(001)
7.1.3 (Al,Ga,In)/Ge(001)
7.2 Probenpräparation
7.3 In/Ge(001): Messungen und Diskussion
7.3.1 Das Präparationsdiagramm
7.3.2 Ge(001)(2x2$)-In
7.3.3 Ge(001)(3x3)+(4x3)-In und In-Cluster
7.3.4 Ge(001)(5x4)-In
7.3.5 Ge(001)(nx4)-In
7.4 STM- und SXRD-Messungen an Si(001)(3x4)-In
7.5 Strukturmodell der Ge(001)(nx4)-In Rekonstruktion

8 Sb auf Ge(001)-Oberflächen (gzipped ps) (1.4M)

8.1 Einleitung
8.1.1 (As,Sb,Bi)/Si(111) und (As,Sb,Bi)/Ge(111)
8.1.2 (P, As, Sb, Bi) auf Si(001)-Oberflaechen
8.1.3 (As,Sb,Bi)/Ge(001)
8.2 Probenpräparation
8.3 Messungen an Sb auf Ge(001) und Diskussion
8.3.1 Adsorption und Dissoziation von Sb_4-Molekülen
8.3.2 Durchmischung von Sb- und Ge-Lagen
8.3.3 Chemischer Kontrast auf Ge(001)(2x1)-Sb
8.3.4 Morphologie der vollständig Sb-terminierten Ge(001)-Oberfläche: Antiphasen- und Stressdomaenen
8.3.5 Sb-Verarmung

9 Facettierte Halbleiteroberflächen (gzipped ps) (3.0M)

9.1 Facettierung verspannter Adsorbatschichten: Ge/Si(001)
9.1.1 Einleitung
9.1.2 Überblick: Wachstum von Ge Hut-Clustern auf Si(001)
9.1.3 Probenpräparation
9.1.4 STM-Messungen
9.1.5 LEED-Messungen
9.1.6 SXRD-Messungen
9.2 Adsorbat-induzierte Facettierung: In/Ge(001)
9.2.1 Überblick: adsorbat-induzierte Facettierung von Substratoberflächen
9.2.2 Überblick: {103}-Facettierung von Si(001)- und Ge(001)-Oberflächen durch Al und In
9.2.3 Probenpräparation
9.2.4 Entwicklungsstadien der Facettierung
9.2.5 Beugung an der regelmässig facettierten Oberfläche
LEED-Messungen
SXRD-Messungen
9.2.6 Strukturmodell der {103}-facettierten Oberfläche
9.2.7 Abhängigkeit der Prismenbreite von der Präparation
9.2.8 Facettierung auf vizinalen Substraten

10 Ge(103)- und Si(103)-Oberflächen (gzipped ps) (2.4M)

10.1 Einleitung: hochindizierte Halbleiteroberflächen
10.2 Die ideale (103)-Oberfläche
10.3 Probenpräparation
10.4 Ge(103)(4x1)
10.5 Ge(103)(1x1)-In
10.6 Sb-induzierte {113}-Facettierung der Ge(103)-Oberfläche
10.7 Struktur der Si(103)-Oberflaeche
10.8 Si(103)(1x1)-In
10.9 Sb/Si(103) und Si(103)(1x1)-Bi
10.10 Vergleichende Diskussion: (III,V)/IV(103) Adsorbatsysteme

11 Zusammenfassung und Ausblick zusammenfassung.ps (118k)

Literaturverzeichnis biblio.ps (118k)