THEORETICAL STUDY ON DYNAMICS OF ATOMIC ARRANGEMENT AT STEPS

原子逐步排列动力学的理论研究

基本信息

  • 批准号:
    13640326
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 2.11万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
  • 财政年份:
    2001
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2001 至 2003
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

We have studied behavior of steps and effect of steps in growth and decay of islands on a surface using a kinetic Monte Carlo simulation. We have also developed a reflection high energy electron diffraction (RHEED) code which calculates a wave function in a crystal in order to analyze atomic structures around steps.Our prime results are summarized as follows.1)We reveal that surface diffusion is not a simple process. When an island on a terrace decays, an atom at a step of the island moves out of it, but it is quite rare for the atom to move directly to a step away from the island. An atom hopping from the terrace and the resulting atomic vacancy play an important role ; once it hops out of the terrace, there is no distinction between a diffusing atom from the island and the hop-up atom.2)We reveal a change in a role of step during formation of an island on Si(100)-2 x1 terrace. A so-called Sb-type step acts as a drain of diffusing atoms before formation of an island but it acts as a source after starting the formation. The change of role promotes the island formation.3)Decay of an island is interpreted as a process of decreasing the step length and total hopping rate of atoms. As the hopping rate of atom at step is higher than that on terrace, a step atom moves more frequently to reduce the number of step atoms.4)We have shown that under surface resonance condition, a RHEED wave function is quite localized at the surface. The localization occurs as a result of multiple scattering of surface waves which propagate nearly parallel to the surface.
我们用动力学蒙特卡罗模拟研究了台阶的行为以及台阶对表面岛屿生长和衰变的影响。我们还开发了反射高能电子衍射(RHEED)程序,该程序计算晶体中的波函数,以便分析台阶周围的原子结构。我们的主要结果总结如下:1)我们揭示了表面扩散不是一个简单的过程。当台地上的一个岛衰败时,岛上一个台阶上的原子就会移出它,但原子直接移到离岛一步的地方是相当罕见的。从平台上跳出来的原子和由此产生的原子空位起着重要的作用;一旦它从平台上跳出来,扩散的原子从岛上出来和从岛上跳起来的原子没有区别。2)我们揭示了在Si(100)-2×1平台上形成岛的过程中台阶作用的变化。所谓的SB型台阶在形成岛屿之前充当扩散原子的排泄器,但在开始形成之后则充当源。角色的变化促进了孤岛的形成。3)孤岛的衰变被解释为原子的步长和总跳跃速率减小的过程。由于台阶上原子的跳跃速率高于平台上原子的跳跃速率,台阶原子的运动频率更高,从而减少了台阶原子的数目。4)我们证明了在表面共振条件下,RHEED波函数在表面上是相当局域化的。这种局部化是由于近乎平行于表面传播的面波的多次散射造成的。

项目成果

期刊论文数量(9)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
H.Watanabe et al.: "Origin of the domain contrast on a Si(001)-2x1 surface imaged by secondary electrons"Applied Physics Letters. 78. 1255-1257 (2001)
H.Watanabe 等人:“二次电子成像的 Si(001)-2x1 表面上的磁畴对比度的起源”应用物理快报。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
T.Fukamachi, R.Negishi, S.Zhou, M.Yoshizawa, T.Kawamura: "Extinction effect and Borrmann effect of resonant dynamical scattering in the Bragg case"Acta Cryst.. A58. 552-558 (2002)
T.Fukamachi、R​​.Negishi、S.Zhou、M.Yoshizawa、T.Kawamura:“布拉格情况下共振动态散射的消光效应和博尔曼效应”Acta Cryst.. A58。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
豊島沙織, 川村隆明: "Si(100)面上に形成された2次元島の崩壊における原子拡散"表面科学. 23・7. 431-436 (2002)
Saori Toyoshima、Takaaki Kawamura:“Si(100) 表面上形成的二维岛塌陷中的原子扩散”表面科学 23・7。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
T.Kawamura, S.Toyoshima, A.Ichimiya: "Decay of pyramidal nano-island formed on Si(100) studied by kinetic Monte Carlo simulation"Surface Science. 514. 60-67 (2002)
T.Kawamura、S.Toyoshima、A.Ichimiya:“通过动力学蒙特卡罗模拟研究了 Si(100) 上形成的金字塔形纳米岛的衰变”表面科学。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
S.Toyoshima, T.Kawamura: "Effect of Temperature Difference on Adatom Diffusion and Growth of Nano-island on Si(100) Surface"Japanese Journal of Applied Physics. 43・5. L595-L598 (2004)
S.Toyoshima、T.Kawamura:“温差对 Si(100) 表面吸附原子扩散和纳米岛生长的影响”日本应用物理学杂志 L595-L598 (2004)。
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