Regensburg 2002 – wissenschaftliches Programm

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O: Oberflächenphysik

O 38: Epitaxie und Wachstum (III)

O 38.1: Vortrag

Freitag, 15. März 2002, 11:15–11:30, H43

Simulation von STM-Bildern von Stufenkanten auf As-bedecktem Si(111) — •Kurt Schroeder¹, Armin Antons¹, Ralf Berger¹ und Stefan Blügel² — ¹Institut für Festkörperforschung, Forschungszentrum Jülich — ²Fachbereich Physik, Universität Osnabrück

Wir haben STM-Bilder für die jeweils stabilste Konfiguration von (112) und (112) orientierten Stufenkanten auf As-bedecktem Si(111) in der Tersoff-Hamann-Näherung [T.Tersoff and D.R.Hamann, Phys. Rev. B31, 805 (1985)] berechnet. Die stabilen Strukturen wurden durch Minimieren der Gesamtenergie und der Kräfte auf die Atome mit unserem EStCoMPP-code [R.Berger et al., “Molecular Dynamics on Parallel Computers”, (World Scientific 2000), p. 185] berechnet. Der Code basiert auf DFT in Lokaler-Dichte-Näherung mit norm-erhaltenden separablen Pseudopotentialen und Ebene-Wellen-Basisfunktionen. Wir benutzen eine große inversionssymmetrische Superzelle (lateral 2×4 Einheitszellen, vertikal 22 Si(111)-Lagen plus 10 Lagen Vakuum), damit die Stufen lateral und die gegenüberliegenden Oberflächen vertikal entkoppelt sind. An den Stufenkanten für beide Orientierungen sind die exponierten Si-Atome der zweiten Lage durch As-Atome ersetzt (As-passivierte Stufen). Die Bindungsabsättigung führt bei der (112)-Stufenkante zu As-Dimeren. Die “lone-pair” Wellenfunktionen der As-Kantenatome tragen wesentlich zur lokalen Zustandsdichte der Oberfläche (SLDOS) an der Stufenkante und damit zu den STM-Bildern bei. Die verschiedenen Strukturen unterscheiden sich vor allem in den besetzten Zuständen, in den unbesetzten Zuständen werden die Unterschiede weitgehend ausgewaschen.