Al原子在Si表面扩散动力学的第一性原理研究

• 作者: 周孝好 张恒 石旺舟 陈效双 黄燕
• 来源期刊: 物理学报
• 关键词: Si表面 Al 密度泛函理论 吸附 扩散
• 年，卷（期）: 2019,（20）
• 所属期刊栏目: 凝聚物质:电子结构、电学、磁学和光学性质
• 页码范围: 268-276
• 页数: 9页
• 字数: 5275字
• 语种: 中文
• DOI: 10.7498/aps.68.20190783

摘要

为了更好地在Si衬底上外延生长GaN薄膜,需要先生长缓冲层(如AlN),其中能否对起始的金属Al层实现可控生长,将决定最终外延层的材料质量.本文采用基于密度泛函理论的第一性原理计算,理论上模拟计算了金属Al原子分别在清洁的、H原子和Cl原子钝化的Si(100)及Si(111)表面的吸附及扩散动力学行为.研究结果显示,在清洁的Si(100)表面上,Al原子易于吸附在沟槽中Tr位点,沿沟槽呈曲折状扩散;在H钝化、Cl钝化的Si(100)表面上,Al原子易于吸附在二聚体列顶部的H位置,在二聚体列顶部沿直线扩散.在不同方式处理的Si(111)表面,Al原子的最稳定吸附位置相同,均易吸附于第二层Si原子的Top位(T4位点),扩散路径类似,均沿T4到H3(空心位点)的路径扩散.无论是Si(100)还是Si(111)表面,H钝化、Cl钝化处理Si表面均有效降低Al原子的扩散能垒,使Al原子更容易在二维表面上扩散,并通过吸附能的比较以及差分电荷密度图分析,讨论了不同Si表面状态对金属Al原子吸附和扩散行为调制的物理机制.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	黄燕	中国科学院上海技术物理研究所红外物理国家重点实验室	26	255	7.0	15.0
2	陈效双	中国科学院上海技术物理研究所红外物理国家重点实验室	53	271	8.0	12.0
3	张恒	中国科学院上海技术物理研究所红外物理国家重点实验室	34	171	6.0	12.0
5	石旺舟	上海师范大学数理学院	17	21	3.0	3.0
6	周孝好	中国科学院上海技术物理研究所红外物理国家重点实验室	9	44	4.0	6.0