Münster 1999 – wissenschaftliches Programm

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O: Oberflächenphysik

O 35: Rastersondentechniken (II)

O 35.3: Vortrag

Donnerstag, 25. März 1999, 16:45–17:00, PC4

STM-Beobachtung von stehenden Elektronenwellen an Stufen der GaAs(110)-Oberfläche bei Raumtemperatur — •O. Flebbe, H. Eisele, T. Kalka und M. Dähne-Prietsch — Institut für Festkörperphysik, Technische Universität Berlin, Hardenbergstraße 36, D-10623 Berlin, Germany

Erstmalig konnten stehende Elektronenwellen an den Stufenkanten einer Halbleiteroberfläche bei Raumtemperatur beobachtet werden. Auf schwach dotiertem n-GaAs sind in STM-Bildern bei hoher negativer Probenspannung lineare wellenartige Strukturen parallel zu den Stufen zu erkennen. Diese Beobachtung läßt sich mit Hilfe einer spitzeninduzierten Bandverbiegung erklären, die zur Anreicherung und somit zu einem zweidimensionalen Gas von Elektronen unterhalb der GaAs(110)-Oberfläche führt, welche an den Stufen teilweise reflektiert werden. Eine selbstkonsistente Berechnung des Potentials an der Halbleiteroberfläche zeigt, daß es genau einen elektronischen Zustand gibt, mit Dispersion parallel zur Oberfläche. Die berechnete Energie stimmt gut mit dem Wert überein, den man aus der beobachteten Wellenlänge von 3,7 nm erhält. Die hohe Kohärenz der Wellen von mehreren 10 nm läßt sich nur mit der Annahme einer breiten, flachen Spitze erklären. Die Modellierung von Form und Abklingverhalten der Wellen zeigt eine ausgezeichnete Übereinstimmung mit den gemessenen Daten. Diese Arbeit wird gefördert von der DFG, Sfb 296, TP A04.