Вышедшие номера
Home » Физика твердого тела » Год 2026, выпуск 1 » Статья стр. 146
<<<>>>
Влияние электронной структуры на топографию поверхностей Ge(100) и Si(100) в сканирующей туннельной микроскопии
Ремеле В.Е. 1, Кузьмин М.В. 1
1Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе РАН, Санкт-Петербург, Россия
Email: m.kuzmin@mail.ioffe.ru
Поступила в редакцию: 2 сентября 2025 г.
В окончательной редакции: 16 января 2026 г.
Принята к печати: 22 января 2026 г.
Выставление онлайн: 20 февраля 2026 г.
PDF версия
Проведен анализ изображений сканирующей туннельной микроскопии, смоделированных с помощью теории функционала плотности и измеренных при 12 K для реконструкций c(4x2) и p(2x2) на грани (100) германия и кремния. Показано, что в зависимости от знака и величины напряжения смещения вид этих изображений может существенно трансформироваться, а наблюдаемый топографический рельеф может отражать как атомное строение, так и особенности электронной структуры поверхности. Полученные результаты демонстрируют, что при интерпретации картин сканирующей туннельной микроскопии для указанных реконструкций необходим тщательный учет целого ряда факторов, включая детальное знание локальной плотности состояний. Ключевые слова: поверхностная реконструкция, атомная структура, электронные свойства, теория функционала плотности.
  1. W. Monch. Semiconductor Surfaces and Interfaces. In: Springer Series in Surface Surfaces, v. 26. Springer-Verlag, Berlin--Heidelberg (2001). 548 p
  2. P. Laukkanen, M. Punkkinen, M. Kuzmin, K. Kokko, X. Liu, B. Radfar, V. Vahanissi, H. Savin, A. Tukiainen, T. Hakkarainen, J. Viheriala, M. Guina. Rep. Prog. Phys. 87, 4, 044501 (2024)
  3. R.J. Hamers, R.M. Tromp, J.E. Demuth. Phys. Rev. B 34, 8, 5343 (1986)
  4. R.A. Wolkow. Phys. Rev. Lett. 68, 17, 2636 (1992)
  5. X.R. Qin, M.G. Lagally. Phys. Rev. B 59, 11, 7293 (1999)
  6. K. Hata, S. Yasuda, H. Shigekawa. Phys. Rev. B 60, 11, 8164 (1999)
  7. H. Okada, Y. Fujimoto, K. Endo, K. Hirose, Y. Mori. Phys. Rev. B 63, 19, 195324 (2001)
  8. K.S. Nakayama, M.M.G. Alemany, T. Sugano, K. Ohmori, H. Kwak, J.R. Chelikowsky, J.H. Weaver. Phys. Rev. B 73, 3, 035330 (2006)
  9. L. Perdigao, D. Deresmes, B. Grandidier, M. Dubois, C. Delerue, G. Allan, D. Stievenard. Phys. Rev. Lett. 92, 21, 216101 (2004)
  10. K. Hata, S. Yoshida, H. Shigekawa. Phys. Rev. Lett. 89, 28, 286104 (2002)
  11. A. Dimoulas, P. Tsipas, A. Sotiropoulos, E.K. Evangelou. Appl. Phys. Lett. 89, 25, 252110 (2006)
  12. T. Nishimura, K. Kita, A. Toriumi. Appl. Phys. Lett. 91, 12, 123123 (2007)
  13. P. Tsipas, A. Dimoulas. Appl. Phys. Lett. 94, 1, 012114 (2009)
  14. M. Kuzmin, P. Laukkanen, J. Makela, M. Tuominen, M. Yasir, J. Dahl, M.P.J. Punkkinen, K. Kokko. Phys. Rev. B 94, 3, 035421 (2016)
  15. H. Seo, R.C. Hatch, P. Ponath, M. Choi, A.B. Posadas, A.A. Demkov. Phys. Rev. B 89, 11, 115318 (2014)
  16. M.W. Radny, G.A. Shah, S.R. Schofield, P.V. Smith, N.J. Curson. Phys. Rev. Lett. 100, 24, 246807 (2008)
  17. B. Yan, C. Yam, A.L. da Rosa, T. Frauenheim. Phys. Rev. Lett. 103, 18, 189701 (2009)
  18. O. Gurlu, H.J.W. Zandvliet, B. Poelsema. Phys. Rev. Lett. 93, 6, 066101 (2004)
  19. J.A. Kubby, J.E. Griffith, R.S. Becker, J.S. Vickers. Phys. Rev. B 36, 11, 6079 (1987)
  20. Y. Takagi, K. Nakatsuji, Y. Yoshimoto, F. Komori. Phys. Rev. B 75, 11, 115304 (2007)
  21. Y. Takagi, Y. Yoshimoto, K. Nakatsuji, F. Komori. Surf. Sci. 559, 1, 1 (2004)
  22. U. Schwingenschlogl, C. Schuster. Chem. Phys. Lett. 449, 1-3, 126 (2007)
  23. K. Tomatsu, K. Nakatsuji, M. Yamada, F. Komori. Phys. Rev. Lett. 103, 26, 266102 (2009)
  24. L. Kipp, R. Manzke, M. Skibowski. Surf. Sci. 269-270, 854 (1992)
  25. M. Skibowski, L. Kipp. J. Electron Spectrosc. Relat. Phenom. 68, 77 (1994)
  26. C. Jeon, C.C. Hwang, T.-H. Kang, K.-J. Kim, B. Kim, Y. Chung, C.Y. Park. Phys. Rev B 74, 12, 125407 (2006)
  27. P.E.J. Eriksson, M. Adell, K. Sakamoto, R.I.G. Uhrberg. Phys. Rev. B 77, 8, 085406 (2008)
  28. X.-Y. Ren, H.-J. Kim, C.-Y. Niu, Y. Jia, J.-H. Cho. Sci. Rep. 6, 27868 (2016)
  29. M. Kuzmin, J. Makela, J.-P. Lehtio, M. Yasir, M. Tuominen, Z.S.J. Rad, A. Lahti, M.P.J. Punkkinen, P. Laukkanen, K. Kokko. Phys. Rev. B 98, 15, 155322 (2018)
  30. J. Tonhauser, N. Kubetschek, U. Kurpick, R. Matzdorf. Phys. Rev. B 106, 11, 115404 (2022)
  31. E.V.S. Hofmann, E. Scalise, F. Montalenti, T.J.Z. Stock, S.R. Schofield, G. Capellini, L. Miglio, N.J. Curson, W.M. Klesse. Appl. Surf. Sci. 561, 149961 (2021)
  32. W. Koczorowski, T. Grzela, M.W. Radny, S.R. Schofield, G. Capellini, R. Czajka, T. Schroeder, N.J. Curson. Nanotechnol. 26, 15, 155701 (2015)
  33. K. Noatschk, E.V.S. Hofmann, J. Dabrowski, N.J. Curson, T. Schroeder, W.M. Klesse, G. Seibold. Surf. Sci. 713, 121912 (2021)
  34. P.T. Rozanski, G.W. Bryant, M. Zielinski. Sci. Rep. 14, 18062 (2024)
  35. P. Giannozzi, S. Baroni, N. Bonini, M. Calandra, R. Car, C. Cavazzoni, D. Ceresoli, G.L. Chiarotti, M. Cococcioni, I. Dabo, A. Dal Corso, S. de Gironcoli, S. Fabris, G. Fratesi, R. Gebauer, U. Gerstmann, C. Gougoussis, A. Kokalj, M. Lazzeri, L. Martin-Samos, N. Marzari, F. Mauri, R. Mazzarello, S. Paolini, A. Pasquarello, L. Paulatto, C. Sbraccia, S. Scandolo, G. Sclauzero, A.P. Seitsonen, A. Smogunov, P. Umari, R.M. Wentzcovitch. J. Phys.: Condens. Matter 21, 39, 395502 (2009)
  36. J.P. Perdew, K. Burke, M. Ernzerhof. Phys. Rev. Lett. 77, 18, 3865 (1996)
  37. D. Vanderbilt. Phys. Rev. B 41, 11, 7892(R) (1990)
  38. J. Nocedal, S.J. Wright. Numerical Optimization. In: Springer Series in Operations Research and Financial Engineering. Springer-Verlag, New York (2006). 664 p
  39. J. Tersoff, D. Hamann. Phys. Rev. B 31, 2, 805 (1985)
  40. A. Otero-de-la-Roza, M.A. Blanco, A.M. Pendas, V. Luana. Comput. Phys. Commun. 180, 1, 157 (2009)
  41. A. Otero-de-la-Roza, E.R. Johnson, V. Luana. Comput. Phys. Commun. 185, 3, 1007 (2014)
  42. I. Horcas, R. Fernandez, J.M. Gomez-Rodriguez, J. Cochero, J. Gomez-Herrero, A.M. Baro. Rev. Scient. Instrum. 78, 1, 013705 (2007)
  43. O.V. Yazyev, A. Pasquarello. Phys. Rev. Lett. 96, 15, 157601 (2006)
  44. J.E. Northrup. Phys. Rev. B 47, 15, 10032(R) (1993)
  45. J. Nakamura, A. Natori. Jpn. J. Appl. Phys. 44, 7S, 5413 (2005)
  46. Y. Yoshimoto, Y. Nakamura, H. Kawai, M. Tsukada, M. Nakayama. Phys. Rev. B 61, 3, 1965 (2000)
  47. L. Spiess, A.J. Freeman, P. Soukiassian. Phys. Rev. B 50, 4, 2249 (1994)
  48. P.E.J. Eriksson, R.I.G. Uhrberg. Phys. Rev. B 81, 12, 125443 (2010)
  49. K. Seino, W.G. Schmidt, F. Bechstedt. Phys. Rev. Lett. 93, 3, 036101 (2004)
  50. H.J.W. Zandvliet, A. van Houselt. Annu. Rev. Anal. Chem. 2, 1, 37 (2009)
  51. P. Borlido, T. Aull, A.W. Huran, F. Tran, M.A.L. Marques, S. Botti. J. Chem. Theory Comput. 15, 9, 5069 (2019).

Учредители

Издатель

© 2026 Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук
Powered by webapplicationthemes.com - High quality HTML Theme