第一原理バンド計算によるGaAs表面-吸着子相互作用の研究

使用第一性原理能带计算研究砷化镓表面吸附剂相互作用

• 批准号: 05740203
• 负责人: 野々山 信二
• 金额: $ 0.64万
• 依托单位: Nagoya University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1993
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1993 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-05740203/
• 关键词: GaAs(100)面; 水表吸着; バンド計算; 第一原理計算; 電子状態

第一原理バンド計算により、水素吸着GaAs(100)表面および、GaAs(111)表面の電子状態を調べた。GaAs(100)表面の計算では、水素の被覆率がこれまでの、0.5,1.0原子層の場合に加え、1.5,2.0原子層吸着した場合の計算も行った。吸着率が0.5,1.0原子層の場合には、これまで行ってきた吸着サイトに加え、いろいろな吸着サイトに関する計算を行い、ポテンシャル曲面を求めた。この結果、水素吸着反応の反応初期における、水素の吸着位置が正確に求まり、最もエネルギー的に有利な吸着機構を求めることができた。また、水素の表面被覆率を、1.5,2.0原子層とした計算の結果、水素の吸着反応は最終的には1.5原子層まで進むことも確かめた。これは、2.0原子層水素が吸着した場合には、electron counting模型からの要請である、電子を各結合に割り振った後、余った電子がない状態、即ち非金属的な電子状態を作れないことに由来している。この場合も、0.5,1.0原子層水素吸着表面同様、水素吸着により大きな構造変化があり、かつ、表面の化学結合数が減り、ダングリングボンド数が増える場合にも成り立つことである。また、これらの水素吸着反応はシリコン表面における水素の反応(水素が1原子吸着することにより、バックボンドが弱まり、さらに水素が接近することで、バックボンドが切断される)と良く類似していることを確かめた。さらに、水素吸着構造はシリコン表面における、Nothrupの'canted row'模型と類似しており、これらの水素反応が、半導体表面一般に言える普遍的な現象であることを確かめた。

First principles バ ン ド computing に よ り, water sorption GaAs (100) surface お よ び, GaAs (111) surface の electronic state を adjustable べ た. GaAs (100) surface の computing で は の coating rate, water element が こ れ ま で の, 0.5, 1.0 atomic layer の occasions に え, 1.5, 2.0 atomic layer sorption し た occasions の count も っ た. が sorption rate 0.5, 1.0 atomic layer の occasions に は, こ れ ま で line っ て き た sorption サ イ ト に え, い ろ い ろ な sorption サ イ ト に masato す る computing を い, ポ テ ン シ ャ ル surface を o め た. こ の results, water sorption anti 応 の anti early 応 に お け る, water element の sorption が に right position for ま り, most も エ ネ ル ギ ー に beneficial な sorption institutions を o め る こ と が で き た. ま た surface coating, water element の を, 1.5, 2.0 atomic layer と し の た calculation results, the water element の sorption anti 応 は final に は 1.5 atomic layer ま で into む こ と も か indeed め た. こ れ は, 2.0 atomic layer water element が sorption し た occasions に は, electron counting model か ら の to please で あ る, electronic を each combination に り vibration cutting っ た and after っ た electronic が な い state, namely ち non-metallic な electronic を as れ な い こ と に origin し て い る. こ も の occasions, 0.5, 1.0 atomic layer water element sorption surface element with others, water sorption に よ り big き な structure - the が あ り, か つ, surface chemical combination の が り reduction, ダ ン グ リ ン グ ボ ン ド number が raised え る occasions に も into り made つ こ と で あ る. ま た, こ れ ら の plain water sorption anti 応 は シ リ コ ン surface に お け る water element の anti 応 が 1 (water element atoms sorption す る こ と に よ り, バ ッ ク ボ ン ド が weak ま り, さ ら に が close to water element す る こ と で, バ ッ ク ボ ン ド が cut さ れ る) good と く similar し て い る こ と を か indeed め た. さ ら に, water sorption tectonic は シ リ コ ン surface に お け る, Nothrup の 'canted row model と similar し て お り, こ れ ら の water element against 応 が, the semiconductor surface generally に え る common phenomena of な で あ る こ と を か indeed め た.

项目成果

野々山信二: "First-Principles Band-Structure Calculations of Hydrogen Reaction on GaAs(100)Surface" 12th Symposium Record on Alloy Semiconductor Physics and Electronics. 12. 159-164 (1993)

Shinji Nonoyama：“GaAs(100)表面氢反应的第一原理能带结构计算”第十二届合金半导体物理与电子学研讨会记录。12. 159-164 (1993)