Univerzita Karlova,
Matematicko-fyzikální fakulta, Katedra elektroniky a vakuové techniky
Skupina tenkých vrstev
- Vědecká práce ve skupině, výzkumné projekty
- Naši studenti
- Technika rastrovací tunelové mikroskopie
- Experimentální metody a zařízení laboratoří
|
|
 |
Galerie STM in-vivo
Adsorpce a pohyblivost atomů Ag
na povrchu Si(111)7x7 (AVI, 1,9 MB)
 |
|
Povrch monokrystalu křemíku - roviny (111)
s rekonstrukcí 7x7 je tvořen velkými (2,7 nm) trojúhelníkovými půlcelami
dvou různých typů, obsahujícími 6 atomů Si. Sousedící půlcely jsou
různé - atomy Ag se v půlcelách jednoho typu zdržují déle. Atomy
Ag jsou vázány v různých pozicích na povrchu Si, při pokojové a vyšších
teplotách se mezi adsorpčními pozicemi v jedné půlcele mohou velmi
rychle přemisťovat. Pro překonání bariéry mezi půlcelami je potřeba
větší energie a přeskoky mezi půlcelami jsou méně časté. Energii
potřebnou pro přeskoky mezi adsorpčními pozicemi poskytují atomům
Ag tepelné kmity křemíkových atomů podložky. Výsledný náhodný pohyb
stříbrných atomů po povrchu je možno považovat za "brownovský".
Vzhledem k malé rychlosti snímajícího hrotu STM vůči pohybu atomu
Ag zachyceného v půlcele se jeho přítomnost projeví zesvětlením půlcely
- jsou zvýrazněny zejména 3 rohové atomy Si. Sekvence obrázků STM
zobrazuje přeskoky atomů Ag při teplotě povrchu Si 310 K, časový
odstup mezi snímky sekvence je 1 min, celková doba záznamu 170 min.
Na záznamu je vidět vznik a rozpad dimeru (dvojice atomů Ag v půlcele).
Analýza sekvencí nasnímaných při různých teplotách umožňuje stanovit
mikroskopické parametry přeskoků mezi půlcelami. |
Počátečních fáze heteroepitaxního
růstu Ag na Si(111)7x7 (WMV, 2,4 MB)
 |
|
Sekvence obrázků z STM získaná během depozice
stříbra na povrch křemíku při pokojové teplotě. Tento typ experimentu
klade velké nároky na ostrost hrotu STM, aby byl jeho stínící efekt
během napařování "pod hrot" na zobrazované části povrchu
co nejmenší. Snímky ukazují, že jednotlivé atomy Ag setrvají v trojůhelníkových
půlcelách, kam dopadly, až do chvíle, kdy se v sousední půlcele neobjeví
dimer či klastr obsahující více než 2 atomy Ag. Přítomnost takového
útvaru značně ovlivní pohyblivost jednotlivých atomů Ag na povrchu
a režim růstu vrstvy se dramaticky změní. Sekvence oblasti 36 nm
x 36 nm snímaná rychlostí 1 záběr za minutu ukazuje růst vrstvy během
cca 120 minut při napařovací rychlosti 3x10-5 monovrstvy za sec. |
Heteroepitaxní růst Ag na povrchu Si(100)2x1 (AVI, 12,2 MB)
 |
|
Povrch monokrystalu křemíku - rovin (100)
s rekonstrukcí 2x1 je tvořen řadami křemíkových dimerů, které se
zobrazují jako světlé proužky. Povrchové části na sebe "naskládaných" rovin
- atomární terasy - se vyznačují střídáním orientace dimerových řad.
Tato orientace je vůči sousedícím terasám kolmá. Orientace povrchu
ovlivňuje tvar dvourozměrných ostrůvků Ag, tvořených jinak uspořádanými
dimerovými řádky, které rostou kolmo na řádky dimerů Si. Sekvence
snímků oblasti 80 nm x 80 nm získaná během depozice při pokojové
teplotě ukazuje velkou povrchovou pohyblivost jednotlivých volných
atomů Ag (za daných podmínek je nelze v STM zaznamenat) i samotných
ostrůvků. Snímáno rychlostí 110 s/snímek. Dimerové řádky povrchové
rekonstrukce tvoří přirozený rastr s periodou cca 0,8 nm. |
|