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Untersuchung der elektronischen Struktur der Li induzierten Si(111)-(3x1)-Rekonstruktion mittels Photoemission und ^8Li-beta-NMR
Die elektronische Struktur der Si (111)-(3x1)- Li Oberfläche wurde mit winkelaufgelöster Photoemissionsspektroskopie und ^8 Li-Kernspinrelaxation untersucht. Die Struktur dieser Oberfläche wird durch das HCC- (honeycomb-chain-channel) Modell beschrieben und benötigt ein Li-Atom p...
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| Main Author: | |
|---|---|
| Format: | Doctoral Thesis |
| Language: | German |
| Published: |
Philipps-Universität Marburg
2003
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| Subjects: | |
| Online Access: | PDF Full Text |
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| Summary: | Die elektronische Struktur der Si (111)-(3x1)- Li
Oberfläche wurde mit winkelaufgelöster
Photoemissionsspektroskopie und ^8 Li-Kernspinrelaxation
untersucht. Die Struktur dieser Oberfläche wird durch das HCC-
(honeycomb-chain-channel) Modell beschrieben und benötigt ein
Li-Atom pro Einheitszelle. Dies entspricht einer Bedeckung von
1/3 ML. Die winkelaufgelösten Photoemissionsmessungen wurden
auf single domain (3x1)-rekonstruierten Oberflächen
durchgeführt. Durch die Verwendung dieser Oberflächen, einer
verbesserten Energie-Auflösung sowie der Wahl einer optimierten
Photonenenergie ist es gelungen, die Daten von früheren
Photoemissionsexperimenten deutlich zu verbessern. Entlang der
quasi-eindimensionalen Li-Ketten wurde ein sehr ausgeprägter,
nahezu dispersionsloser Oberflächenzustand bei E-E_{VBM} ~ -0,9
eV gefunden. Dieser Zustand ist um -0,31 eV gegenüber dem auf
Grundlage des HCC-Modells berechneten Zustand verschoben. Diese
Verschiebung kann auf mangelnde Berücksichtigung von
Elektronenkorrelationen in Bandstrukturrechnungen mittels LDA
(local density approximation) auf Halbleiteroberflächen
zurückgeführt werden. Eine frühere Erklärung durch eine
Überlagerung von zwei im Experiment nicht aufgelösten
theoretischen Zuständen kann aufgrund der erheblich
verbesserten Datenlage widerlegt werden. In LEED- (low energy
electron diffraction) Experimenten wurde bereits bei 0,29 ML
(der Fehler in den Bedeckungen betrug jeweils etwa ± 0,02 ML)
eine voll ausgebildete Rekonstruktion beobachtet. Bei dieser
Bedeckung wurde bei T = 100 K eine Relaxationsrate von alpha =
0,007 ± 0,017s^-1 gemessen. Eine solche mit Null verträgliche
Relaxationsrate bedeutet, daß die dafür verantwortlichen
fluktuierenden Wechselwirkungen unter diesen Bedingungen so
schwach sind, daß eine Depolarisation des Kernspins nicht
meßbar ist. Bei höheren Temperaturen wurden jedoch von Null
verschiedene Relaxationsraten beobachtet, was mit einem Modell
basierend auf fluktuierenden Wechselwirkungen mit angeregten
Elektronen aus einem Donatorniveau etwa 100 meV unterhalb des
Leitungsbandes beschrieben werden kann. Das während der
Relaxationsmessungen zusätzlich adsorbierte Li könnte ein
solches Donatorniveau induzieren. Dieser Mechanismus wurde auch
schon zuvor auf der Si (111)-(1x1): H Oberfläche beobachtet.
Ein Ansatz, die Temperaturabhängigkeit der Relaxationsraten mit
einem durch Diffusion induzierten Relaxationsprozeß zu
erklären, führt zu keinem sinnvollen Ergebnis. Bei 0,47 ML
(d.h. (3x1)-Rekonstruktion plus zusätzliche 0,14 ML) wurde ein
?Korringa-ähnliches? Relaxationsverhalten
beobachtet, was auf eine Metallisierung der Oberfläche durch
das zusätzliche Li hindeutet. Außerdem wurde bei dieser
Bedeckung bei höheren Temperaturen zusätzlich eine Relaxation
durch Diffusion der Sondenatome beobachtet. |
|---|---|
| DOI: | 10.17192/z2003.0740 |