Symmetrical properties and dispersion of vibrations of hydrogen on Si(100) and Si(110) surfaces

• Applicant: Professor Dr. Jürgen A. Schäfer
• Subject Area: Condensed Matter Physics
• Term: from 1999 to 2005
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 5201672

Die überragende technolgische Bedeutung von Silizium stimuliert ein gleichbleibend hohes Interesse an den strukturellen, elektronischen und dynamischen Eigenschaften von Siliziumoberflächen. Die im vorliegenden Projekt vorgeschlagenen Untersuchungen zu bestimmten Aspekten der vibronischen Struktur von wasserstoffbedeckten Si-Oberflächen sollen eine akute Lücke in unserem Verständnis füllen; die neueste Generation der Elektronenenergieverlustspektrometer bietet erstmalig die Möglichkeit dazu. Unter Ausnutzung der hohen Oberflächenempfindlichkeit der hochauflösenden Elektronenenergieverlustspektroskopie (HREELS), der nunmehr ausreichenden spektralen Auflösung, der Möglichkeit, nicht nur infrarot - sondern auch Ramanaktive Schwingungen anzuregen und der HREELS-spezifischen Auswahlregeln sollen in diesem Projekt auf Si(100) (1) die Feinstruktur der Wasserstoff Biegeschwingungen erstmals aufgelöst und (2) die beobachteten Moden anhand ihres Symmetrieverhaltens den erwarteten Normalmoden der Oberflächenmoleküle zugeordnet werden. Die Möglichkeit, im Streuexperiment neben Energie auch Impuls zu übertragen soll genutzt werden, um (3) auf Si(110) die möglicherweise stark anisotrope Dispersion der Wasserstoffmoden zu untersuchen und so Hinweise zu erhärten, daß die Wasserstoffoszillatoren auf dieser Fläche aufgrund der im Gegensatz zu Si(111) und Si(100) stärkeren Wechselwirkung untereinander kollektive Moden ausbilden. Zu diesem Zweck soll (4) die Dispersion auf der Si(100) Fläche ebenfalls bestimmt und mit Si(110) verglichen werden. Für beide Flächen liegen Rechnungen der vollen Phononenstruktur vor, so daß auch ein Vergleich mit der Theorie möglich ist, nicht nur bezüglich der wasserstoffinduzierten Schwingungen, sondern auch bezüglich der Substratphononen.

• DFG Programme: Research Grants
• Participating Person: Professor Dr. Stefan F. Tautz