Závěrečná zpráva grantu 034/1997/B-FYZ/MFF

Název projektu:	Studium epitaxního růstu tenkých vrstev kovů metodou řádkovací tunelové mikroskopie (STM)
Hlavní řešitel:	Doc. RNDr. Ivan Ošťádal, CSc.
Spoluřešitelé:	Jindřich Hejda; Jiří Palacký; RNDr. Pavel Sobotík, CSc.; Mgr. Tomáš Jarolímek; Mgr. Josef Mysliveček; František Lavický
Období řešení:	1997-1999
Celková dotace:	270 tis. Kč

Souhrn výsledků

Obsahem projektu bylo zkoumání počátečních fází heteroepitaxe kovů pomocí řádkovací tunelové mikroskopie (STM). Znalost procesů při formování vrstvy je důležitá pro přípravu definovaných 3D, 2D či 1D nanostruktur . V rámci projektu se podařilo na pracovišti řešitele vyvinout experimentální metodiku fyziky povrchů vysoké úrovně., založené na využití UHV STM měřícího systému zkonstruovaného na pracovišti řešitelů. Po provedení ůvodních experimentů se řešitelé soustředili na studium nukleace Ag na definovaném povrchu Si(111)-(7x7). Získaná data umožnila formulovat základní představy o procesech ke kterým dochází při depozici Ag atomů na tento zrekonstruovaný povrch. Uvedené představy lze shrnout následovně:
- Elementární půlcely rekonstruovaného povrchu (7x7) působí jako nukleační centra. Různé energetické bariéry pro migraci atomů mezi sousedními půlcelami (F a U cely) v různém směru jsou příčinou preference v jejich obsazování Ag atomy. Tato preference se mění s teplotou (má maximum) a mizí s rostoucím pokrytím.
- Migrace Ag adatomů mezi půlcelami je za pokojové teploty zanedbatelná. K uvolnění difúze dochází při teplotách nad 110°C.
- V okolí každé obsazené půlcely existuje tzv. "záchytná zóna" o celkové ploše 4 půlcel. To vede při pokrytích kolem 0.3 ML k vytváření korelovaných oblastí-domén, ve kterých jsou obsazeny půlcely vždy jen jednoho typu.
- Okamžitou polohu Ag adatomu v půlcele nelze za pokojové teploty určit. V STM se jediný adatom jeví jako půlcela se zvýrazněnými vrcholy. Pracujeme na identifikaci dimerů a trimerů a případně dalších útvarů
- Struktura substrátu silně ovlivňuje počáteční fáze růstu.

Získané nové poznatky již byly částečně publikovány a další publikace se připravují.
Do vědecké práce byli zapojeni i studenti.
V nejbližší době se budeme věnovat studiu 2D-3D přechodu při růstu Ag vrstvy. Zároveň se budeme zabývat vlivem teploty na formování struktury první monovrstvy. Získaná data by měla pomocí kinetických Monte-Carlo simulací poskytnout co nejúplnější růstový model systému Ag/Si(111)-(7x7). Dále počítáme se studiem heteroepitaxe dalších kovů (Al) a také s použitím jinak orientovaného substrátu (Si(100)). Nově hodláme využít náročnější techniku "in-vivo" STM, která může přinést zcela nové poznatky o kinetice růstu na atomární úrovni.