Исследование морфологии поверхности кремния (001) при скомпенсированной сублимации в условиях электромиграции методами in situ сверхвысоковакуумной электронной микроскопии и ex situ атомно-силовой микроскопии

Методом in situ сверхвысоковакуумной отражательной электронной микроскопии и ex situ атомно-силовой микроскопии исследованы индуцированные дрейфом адатомов в электрическом поле процессы эшелонирования атомных ступеней в присутствии внешнего потока атомов кремния на поверхность Si(001) при температуре 1100°С. Получены зависимости изменения среднего расстояния между эшелонами атомных ступеней от времени степенного характера при сублимации, скомпенсированной сублимации и росте на начальных стадиях эшелонирования при направлении тока в сторону вышележащих террас. Установлено, что показатель степени a отличается при сублимации и при росте на поверхности и меньше а = 0,5, экспериментально измеренного при длительном времени эшелонирования. Меньшие темпы эшелонирования на начальных стадиях свидетельствуют о влиянии взаимодействия между ступенями, препятствующего образованию эшелонов. Показано влияние осаждения атомов кремния на поверхность на распределение эшелонов атомных ступеней. Определено, что при направлении электрического тока в сторону нижележащих террас характер движения пар ступеней не изменяется, однако формирование эшелонов начинается с временной задержкой относительно экспериментов при направлении тока в сторону вышележащих террас, и на поверхности преобладает сверхструктурная реконструкция, при которой димерные ряды атомов параллельны направлению электрического тока.