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HL: Halbleiterphysik

HL 5: Grenz- und Oberfl
ächen I

HL 5.4: Vortrag

Montag, 22. März 1999, 11:15–11:30, H4

SHG-Spektroskopie von oxidspezifischen Interbandanregungen an Si(111)-SiO₂-Grenzflächen — •S. Bergfeld und W. Daum — Institut für Grenzflächenforschung und Vakuumphysik, Forschungszentrum Jülich GmbH, D–52425 Jülich

Wir haben das elektronische Anregungsspektrum wasserstoffterminierter und oxidierter Si(111)-Grenzflächen mit frequenzvariabler Erzeugung der zweiten Harmonischen im Spektralbereich der Interbandübergänge untersucht. Das Spektrum der Si(111)(1×1)H-Fläche besteht aus E₁- und E₂-artigen Interbandübergängen bei 3,4 bzw. 4,3 eV. Diese Übergänge leiten sich aus den entsprechenden kritischen Punkten der Volumenbandstruktur ab und werden trotz des Dipol-Verbotes angeregt, weil die volumenartigen Wellenfunktionen in der Nähe der Grenzfläche durch die Symmetriebrechung modifiziert werden. Wird die H-terminierte Si(111)-Fläche einer natürlichen Oxidation an Luft ausgesetzt, so tritt eine zusätzliche Bande bei 3,5 eV auf, deren Amplitude mit der Oxidationsdauer zunimmt. Wir ordnen diese Bande, die auch bei thermisch oxidierten Si(111)-Proben beobachtet wird, Interbandübergängen durch Anregung von Si-Atomen in unmittelbarer Nähe zum Oxid zu. Anders als bei oxidierten Si(100)-Proben, die eine breite Resonanz um 3.7 eV aufweisen [1], deutet die vergleichsweise schmalbandige Anregung um 3.5 eV auf eine geringere Störung der Kristallinität der oxidierten (111)-Grenzfläche hin.

[1] G. Erley, W. Daum, Phys. Rev. B 58, R1734 (1998)