Неразрушающие методы контроля параметров полупроводниковых материалов и структур. Смирнов В.И. - 36 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

УлГТУ | Ульяновск

Составители: 

Рубрика: 

36
сти электронов различной энергии и дает не просто топографию, а скорее
изображение электронной структуры поверхности в окрестности уровня
Ферми. Это обстоятельство, с одной стороны, существенно повышает ин-
формативность метода, с другой – затрудняет расшифровку истинных по-
верхностных атомных структур.
Так как туннельный ток определяется интегрированием по всем
электронным состояниям в интервале энергий
, определяемых напряжениях
между зондом и объектом, то, варьируя напряжение, можно получить ин-
формацию о локальной плотности состояний как функции энергии элек-
тронов. Один из возможных вариантов – получить в режиме постоянного
тока набор СТМ-изображений одного и того же участка поверхности при
разных значениях напряжения. Другой вариант – отключив на короткое
время
цепь обратной связи, снять зависимость туннельного тока от напря-
жения при постоянном значении зазора между зондом и объектом. Это по-
зволяет получить картину распределения электронных состояний, отве-
чающих разным энергиям, поскольку в процессе туннелирования в этом
случае будут участвовать электроны с разными энергиями (из зоны прово-
димости, валентной зоны или локализованных
состояний). Развитие этой
методики привело к появлению сканирующей туннельной спектроскопии.
Сканирующая туннельная спектроскопия дает возможность исследо-
вать локальные электронные свойства заранее выбранной области, в прин-
ципе, даже отдельно взятого атома на поверхности. Это, в частности, по-
зволяет обнаруживать на поверхности атомы различной химической при-
роды. В общем случае информация, получаемая
данным методом, весьма
полезна при рассмотрении таких вопросов, как ширина запрещенной зоны,
искривление зон вблизи поверхности, химические связи между поверхно-
стными атомами.
Следует отметить одно обстоятельство. При работе СТМ расстояние
между зондом и объектом составляет величину менее 1 нм, поэтому веро-
ятность нахождения в рабочем зазоре молекул воздуха при нормальных
атмосферных
условиях относительно мала. Протекание туннельного тока
происходит как бы в высоком вакууме, но даже при попадании молекулы в
зазор не происходит ее ионизации, так как потенциал между зондом и объ-
ектом существенно меньше потенциала ионизации. Поэтому исключена
возможность осаждения иона на находящиеся под электрическим потен-
циалом зонд или объект. Возможна только
классическая адсорбция ней-
тральной молекулы. Во избежание этого при прецизионных исследованиях
целесообразнее проводить их в вакууме.
3.3.2. Атомно-силовая микроскопия
Одним из недостатков сканирующей туннельной микроскопии явля-
ется то, что с помощью СТМ можно исследовать поверхность только про-

Страницы