Münster 1999 – wissenschaftliches Programm
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O: Oberflächenphysik
O 3: Adsorption an Oberfl
ächen (I)
O 3.3: Vortrag
Montag, 22. März 1999, 11:45–12:00, S10
Dichtefunktional-Studien zu H2/Si(001): Was lernen wir von Stufen? — •E. Pehlke1, P. Kratzer2 und M. Scheffler2 — 1Physik Department, Technische Universität München, D-85747 Garching — 2Abt. Theorie, Fritz-Haber-Institut der MPG, D-14195 Berlin
H2/Si ist sicherlich das bestuntersuchte Modellsystem zur Dynamik der dissoziativen Adsorption auf Halbleiteroberflächen. Nichtsdestoweniger werden immer noch grundsätzlich unterschiedliche Mechanismen der Adsorption und Desorption diskutiert. Jüngste Messungen von Raschke und Höfer1 zum Haften von H2 an Si(001)-Vizinalflächen zeigen, daß molekularer Wasserstoff bevorzugt an den Si-Stufenatomen adsorbiert, wobei die Adsorptionsbarriere erstaunlich gering ist. Wir präsentieren detaillierte Dichtefunktionalrechnungen zur Chemisorption von Wasserstoff auf Si(001)-Vizinalflächen. Insbesondere vergleichen wir die Adsorptionsbarrieren für verschiedene Reaktionspfade an der Stufe und auf der Terrasse. Es zeigt sich, dass es einen Reaktionspfad gibt, der zur dissoziativen Adsorption des Wasserstoffmoleküls an der Stufenkante ohne Barriere führt – im Unterschied zu einer Adsorptionsbarriere von 0.4 eV auf der Terrasse. Dies wird auf Unterschiede der elektronischen Struktur der Si dangling bonds an der Stufe und auf der Terrasse zurückgeführt. Wir zeigen, unter welchen Bedingungen dieser elektronische Mechanismus auch auf der glatten Oberfläche wirksam werden kann.
[1] P. Kratzer, E. Pehlke, M. Scheffler, M. B. Raschke und U. Höfer, Phys. Rev. Lett., im Druck.