Münster 1999 – wissenschaftliches Programm

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HL: Halbleiterphysik

HL 30: Epitaxie

HL 30.1: Vortrag

Donnerstag, 25. März 1999, 10:30–10:45, H3

Ab initio-Untersuchungen zur Nukleation in der GaAs-Homoepitaxie — •P. Kratzer¹, C. G. Morgan^1,2 und M. Scheffler¹ — ¹Fritz-Haber-Institut der MPG, Faradayweg 4-6, 14195 Berlin-Dahlem — ²Physics Department, Wayne State University, Detroit MI 48202, U.S.A.

Die atomar rauhe, aber wohlgeordnete GaAs(001) β2 (2 × 4)-Oberfläche wird häufig als Substrat für das MBE-Wachstum von Arseniden benutzt. Wir haben die Elementarschritte des Wachstums theoretisch untersucht durch Gesamtenergierechnungen auf der Grundlage von Dichtefunktionaltheorie unter Benutzung eines Schichtenmodells der Oberfläche. Insbesondere werden Ergebnisse zur Wechselwirkung von mobil adsorbierten Ga-Atomen und zur Adsorption von As₂-Molekülen vorgestellt. Paare von Ga-Atomen bilden die stabilen Keime für Wachstumsinseln. Sie entstehen entweder durch Dimerisierung von Adatomen oder werden indirekt durch substratvermittelte Wechselwirkungen zusammengehalten. Dauerhafter Einbau von As₂ erfordert Adsorptionsplätze mit vier quadratisch angeordneten ungesättigten Ga-Atomen. Wir vergleichen zwei Wachstumsmodelle: einmal erfolgt der erste As₂-Einbau in der unvollständigen Oberflächenschicht der β 2-Rekonstruktion, das andere Mal gleich in einer neu aufwachsenden Schicht. Insgesamt ist das erstere Modell wahrscheinlicher: Erst auf der β-Rekonstruktion mit drei Oberflächen-Dimeren können neue Inseln nukleieren. Die Konsequenzen dieses Modells können an STM-Aufnahmen von Wachstumsinseln überprüft werden.