Si(001) 면과 Si(111) 면 사이에 존재하는 고밀러지수 표면 중의 하나인 Si(5 5 12) 표면은 5.35nm × 0.77nm의 커다란 단위 세포를 가지면서도 안정되고 평평한 단일 영역으로 재구조되므로 금속 나노선 형성을 위한 형판으로 응용이 기대된다. Si(5 5 12) 표면의 구조는 honeycomb chain, rebonded-rest-atom row, dimer-row 와 tetramer row와 같이 일차원 주고로 구성되는 특성을 갖고 있다. 본 연구에서 사용한 Bi는 Si과 어떠한 ...
Si(001) 면과 Si(111) 면 사이에 존재하는 고밀러지수 표면 중의 하나인 Si(5 5 12) 표면은 5.35nm × 0.77nm의 커다란 단위 세포를 가지면서도 안정되고 평평한 단일 영역으로 재구조되므로 금속 나노선 형성을 위한 형판으로 응용이 기대된다. Si(5 5 12) 표면의 구조는 honeycomb chain, rebonded-rest-atom row, dimer-row 와 tetramer row와 같이 일차원 주고로 구성되는 특성을 갖고 있다. 본 연구에서 사용한 Bi는 Si과 어떠한 규소 화합물도 형성하지 않는 것으로 잘 알려져 있기 때문에 증착 원소로 선택했다. Bi는 특정한 Bi의 증착량에서 (5 5 12) 표면보다 더 안정된 (337) 면으로 표면을 변화시킨다. 초기 흡착 과정에서, Bi 원자는 결합력이 약한 Si 원자를 대체하고, 표면의 faceting을 유도한다. 그리고, Bi 원자는 Bi-dimer 의 단위로 흡착하여 기판의 row 방향으로의 2× 주기를 그대로 유지한다. 본 연구에서는 기판의 영향을 관찰하기 위해, 1.63nm의 반복 주기를 갖는 Si(114) 을 선 택하여 비교하였다. Si(114) 표면은 [110] 의 row 방향으로 일차원 구조를 이루는 tetramer, dimer와 rebonded atom row로 구성되어 있어서, Bi/Si(114) 계에서는, Bi 원자는 우선적으로 tetramer row 위에 흡착하여 기판의 주기성을 그대로 따르면서 일차원 선을 형성한다. Bi선의 주기적인 구조는 [110] 방향을 따라 기판의 주기인2a_(0)의 주기에서 3a_(0)의 주기로 변환된다. 두번째 층의 Bi선은 첫번째 층의 Bi 선상이에 흡착하여 row를 따라 0.5a_(0)의 길이만큼 이동하여 형성된다. 본 연구를 통하여, 기판의 대칭성과 가능한 흡착 위치와 흡착종에 의해 유도된 stress등은 일차원 금속 나노선을 형성하는데 중요한 요소가 된다는 사실을 알게 되있다.
Si(001) 면과 Si(111) 면 사이에 존재하는 고밀러지수 표면 중의 하나인 Si(5 5 12) 표면은 5.35nm × 0.77nm의 커다란 단위 세포를 가지면서도 안정되고 평평한 단일 영역으로 재구조되므로 금속 나노선 형성을 위한 형판으로 응용이 기대된다. Si(5 5 12) 표면의 구조는 honeycomb chain, rebonded-rest-atom row, dimer-row 와 tetramer row와 같이 일차원 주고로 구성되는 특성을 갖고 있다. 본 연구에서 사용한 Bi는 Si과 어떠한 규소 화합물도 형성하지 않는 것으로 잘 알려져 있기 때문에 증착 원소로 선택했다. Bi는 특정한 Bi의 증착량에서 (5 5 12) 표면보다 더 안정된 (337) 면으로 표면을 변화시킨다. 초기 흡착 과정에서, Bi 원자는 결합력이 약한 Si 원자를 대체하고, 표면의 faceting을 유도한다. 그리고, Bi 원자는 Bi-dimer 의 단위로 흡착하여 기판의 row 방향으로의 2× 주기를 그대로 유지한다. 본 연구에서는 기판의 영향을 관찰하기 위해, 1.63nm의 반복 주기를 갖는 Si(114) 을 선 택하여 비교하였다. Si(114) 표면은 [110] 의 row 방향으로 일차원 구조를 이루는 tetramer, dimer와 rebonded atom row로 구성되어 있어서, Bi/Si(114) 계에서는, Bi 원자는 우선적으로 tetramer row 위에 흡착하여 기판의 주기성을 그대로 따르면서 일차원 선을 형성한다. Bi선의 주기적인 구조는 [110] 방향을 따라 기판의 주기인2a_(0)의 주기에서 3a_(0)의 주기로 변환된다. 두번째 층의 Bi선은 첫번째 층의 Bi 선상이에 흡착하여 row를 따라 0.5a_(0)의 길이만큼 이동하여 형성된다. 본 연구를 통하여, 기판의 대칭성과 가능한 흡착 위치와 흡착종에 의해 유도된 stress등은 일차원 금속 나노선을 형성하는데 중요한 요소가 된다는 사실을 알게 되있다.
The Si(5 5 12)-2×1, which is one of high-index Si surfaces between (001) and (111), has been investigated in order to test its application as a template for nanowire fabrication. It has turned out that Si(5 5 12)-2×1 consists of 1-D features such as honeycomb chain, rebonded-rest-atom row, dimer-row...
The Si(5 5 12)-2×1, which is one of high-index Si surfaces between (001) and (111), has been investigated in order to test its application as a template for nanowire fabrication. It has turned out that Si(5 5 12)-2×1 consists of 1-D features such as honeycomb chain, rebonded-rest-atom row, dimer-row, and tetramer row. In the present study, Bi has been chosen as a deposited metal since Bi is known not to form any silicide. It has been found that Bi induces faceting to a more stable surface, (337), after depositing critical amount Bi atoms. The Bi atoms initially replace loosely-bonding Si atoms and generate the stress to induce faceting. The Bi atoms adsorb in the unit of Bi-dimer and keep the same 2× periodicity as the substrate. In order to observe the template effect of different periodicity, Si(114)-2×1 with 1.63nm periodicity has been tested and compared. In case of Bi/Si(114) system, among 1-D features of Si(114)-2×1, such as tetramer, dimer and rebonded atom rows parallel to [-110] direction, Bi atoms preferentially adsorb on the tetramer rows and formed 1-D wires whose separation is 1.6 nm. The periodic structure in the Bi wire along [-110] has been converted to 3a_(0) from 2a_(0) of clean Si(114). The Bi wire of the second layer adsorbs between the Bi wires of the first layer, and shifts by 0.5a_(0) along the row. The Bi wires of subsequent layers also adsorb between the previously formed Bi wires in the same fashion. From the present study it has been found that the substrate symmetry, possible adsorption sites, and the adsorbate-induced stress are determining factors for fabrication of 1-D metal nanowire.
The Si(5 5 12)-2×1, which is one of high-index Si surfaces between (001) and (111), has been investigated in order to test its application as a template for nanowire fabrication. It has turned out that Si(5 5 12)-2×1 consists of 1-D features such as honeycomb chain, rebonded-rest-atom row, dimer-row, and tetramer row. In the present study, Bi has been chosen as a deposited metal since Bi is known not to form any silicide. It has been found that Bi induces faceting to a more stable surface, (337), after depositing critical amount Bi atoms. The Bi atoms initially replace loosely-bonding Si atoms and generate the stress to induce faceting. The Bi atoms adsorb in the unit of Bi-dimer and keep the same 2× periodicity as the substrate. In order to observe the template effect of different periodicity, Si(114)-2×1 with 1.63nm periodicity has been tested and compared. In case of Bi/Si(114) system, among 1-D features of Si(114)-2×1, such as tetramer, dimer and rebonded atom rows parallel to [-110] direction, Bi atoms preferentially adsorb on the tetramer rows and formed 1-D wires whose separation is 1.6 nm. The periodic structure in the Bi wire along [-110] has been converted to 3a_(0) from 2a_(0) of clean Si(114). The Bi wire of the second layer adsorbs between the Bi wires of the first layer, and shifts by 0.5a_(0) along the row. The Bi wires of subsequent layers also adsorb between the previously formed Bi wires in the same fashion. From the present study it has been found that the substrate symmetry, possible adsorption sites, and the adsorbate-induced stress are determining factors for fabrication of 1-D metal nanowire.
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