2.6. Реконструкция на поверхности полупроводников. Кремний (111). Преобладает ковалентная связь, обладающая сильной угловой зависимостью Снятие возмущения Гибридизированные sp 3 -орбитали Очевидная причина реконструкции Особенно сильные изменения у полупроводников

На поверхности частичное ослабление гибридизации - Четыре sp 3 Три sp одна p-орбитали, или две sp- + две р- орбитали В случае Si(111) разнообразие структур Объем Поверхность (2х1) (7х7) (1х1) Дегибридизация

Si(111)(1x1) Получить (1х1) можно Дегибридизация sp 3 - образуются три sp 2 - и одна p-орбиталь I слой опускается вниз (~0,1 A) Необходимо принимать во внимание смещение атомов не только верхнего, но и более глубоко расположенных слоев. Закалкой образца (резким охлаждением) Адсорбцей незначительного количества (~0.01÷0,05 ML) чужеродных атомов (например, Те). Идеальная поверхность II - приподнимается (~0,6 A).

Si(111) - (2х1) Несколько моделей Модель Пенди Насыщение оборванных связей путем образования -связи между атомами верхнего слоя. Для перехода (1х1) (2х1) требуется лишь 0.03 эВ/атом.,., Ханеманн Цепочки поверхностных атомов поочередно сдвинуты вверх и вниз Связывающая -орбиталь заполнена Антисвязывающая – пустая Этой модели отдают предпочтение, хотя полного согласия с экспериментом нет. Приводит к усилению связи

Si(111)-(7x7) Модель перегруппировки димеров и дополнительных атомов Предложена Такаянаги Две треугольные подъячейки координационное число равно трем, имеется одна оборванная связь 12 адатомов в верхнем слое Структура очень устойчива

.АаВвСсАаВ....АаВвСсАа С... 6 rest – атомов во втором слое (7х7) - остается только 19: 12 - адатомы, 6 - rest-атомы и 1 - угловая вакансия. Отличие rest-атомов от адатомов - адатом имеет более удаленного соседа в IV слое, у rest-атома его нет. Дефект упаковки 3 димера на сторону треугольника В углах ячейки имеются вакансии На идеализированной поверхности 49 оборванных связей