Hamburg 2001 – wissenschaftliches Programm
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O: Oberflächenphysik
O 38: Adsorption an Oberfl
ächen (IV)
O 38.2: Vortrag
Freitag, 30. März 2001, 11:30–11:45, C
Untersuchung der initialen Reaktionsplätze von molekularem Wasserstoff auf Si(001) mittels STM und Nanosekunden-Laserdesorption — •M. Dürr1,2, Z. Hu1, A. Biedermann1, U. Höfer2 und T. F. Heinz1 — 1Columbia University, New York, USA — 2Philipps-Universität Marburg, D-35032 Marburg
Die Dynamik der Dissoziation von Wasserstoff auf Silizium kann unter Einbeziehung des Gitterfreiheitsgrades phänomenologisch sehr gut beschrieben werden [1]. Für ein besseres Verständnis auf mikroskopischer Skala führten wir STM-Untersuchungen durch, wobei H2 auf Si(001) unterhalb der Einsatztemperatur für Diffusion adsorbiert wurde. Die beobachteten Konfigurationen aus vier benachbarten H-Atomen deuten dabei auf einen Zweistufenmechanismus mit einem Interdimerpfad als dem entscheidenden ersten Schritt hin. Nach Einzelschuss-laserinduzierter thermischer Desorption von annähernd perfekten Wasserstoff-Monolagen werden Konfigurationen nichtreagierter dangling bonds beobachtet, die auch in der Rückreaktion auf einen Interdimer-Reaktionspfad schließen lassen. H2 reagiert dabei mit zwei Si-Atomen benachbarter Dimere, der so gebildete Übergangszustand zeichnet sich durch eine große Verspannung des Siliziumgitters aus. Die sich daraus ergebenden Auswirkungen auf die Dynamik und Kinetik der Reaktion sowie der Einfluss bedeckungsabhängiger Reaktionskanäle wird diskutiert.
[1] M. Dürr, M. B. Raschke, and U. Höfer, J. Chem. Phys., 111, 10411 (1999).