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RHEED와 SIMS를 이용한 Si(100) 2×1 →(4×4) 구조상전이 연구
김동근,김태준,김영수,강석태 한국물리학회 2003 새물리 Vol.46 No.3
The effects of surface temperature and carbon impurities on Si(100) 2 $\times$ 1 $\rightarrow$ c(4 $\times$ 4) reconstruction were investigated by using reflection high-energy electron diffraction (RHEED) and secondary ion mass spectrometry (SIMS). A gas injection system to blow ethylene gas on a sample surface was attached inside the UHV chamber and the RHEED and SIMS measurements were carried out {\it in situ} without exposing the sample to air. The RHEED patterns at room temperature showed that annealing the formed 2 $\times$ 1 structure at 650 $^\circ$C for 50 minutes in 60 L of ethylene gas induced the surface reconstruction to c(4 $\times$ 4). The SIMS measurement showed a small amount of carbon impurities near the surface of the sa Si(100) 표면이 $2\times 1$에서 c$(4\times4)$로의 구조상전이가 일어나는 표면 온도와 탄소의 효과를 조사하기 위하여, 표면 분석 장치인 RHEED 및 SIMS 장치로 실험하였다. 초고진공용 chamber 속에 두 장치를 동시에 설치하고, 에틸렌($\mbox{C}_{2}\mbox{H}_{4}$) 기체를 시료 표면 위에 뿌려줄 수 있는 기체 분사장치를 부착하였다. 초고진공에서 Si(100)을 1000~$^\circ$C 로 수 분간 가열하여 $2\times1$ 구조로 된 시료에 650~$^\circ$C 에서 60~L(Langmuir)의 에틸렌 기체를 분사하고, 50 분간 유지 후 상온에서 RHEED 패턴을 관찰하여 c(4$\times$4) 구조상전이를 확인하였다. 그리고 다시 충분한 pumping 후에 상온에서 SIMS를 이용하여 시료 표면의 성분을 분석한 결과 탄소원자가 표면 근처에 미량 포함되어 있는 것을 확인할 수 있었다.