Prokázali jsme novou možnost chemického rozlišení jednotlivých atomů v nanostrukturách na površích polovodičů pomocí kombinace měření mikroskopem atomárních sil (AFM) a teoretických výpočtů metodou DFT. Navržená metoda pro přesné stanovení atomární a chemické struktury významně posouvá možnosti analýzy povrchů a nanostruktur. Má zásadní význam nejen pro pochopení základních procesů formování a stability polovodičových nanostruktur, ale také pro studium jejich chemických a fyzikálních vlastností. Právě chemické složení má velký dopad na transport náboje podél jednodimensionálních (1D) atomárních řetízků, které mohou být základními prvky v rozvíjející se nanoelektronice.
Studovali jsme chemickou identitu jednotlivých atomů ve směsných In-Sn řetízcích, vyrostlých na Si(100)-(2 ×1) povrchu při pokojové teplotě pomocí měření dynamickým AFM a DFT výpočtů. Prokázali jsme, že chemická identita každého atomu v řetízku může být určena pomocí měření krátko-dosahových sil, působících mezi hrotem AFM a atomem. Touto metodou jsme odhalili začlenění atomů Si ze substrátu do kovových řetízků, která byla doposud zcela ignorována a má zásadní význam na formování a stabilitu 1D řetízků. Analýza měřených a vypočtených krátko-dosahových sil naznačuje dokonce možnost rozlišení různých chemických stavů jednotlivých atomů v řetízku, ovlivněných jejich hybridizací.
Obrázek řetízků Sn-In na povrchu Si(100) s atomárním rozlišením (vlevo), porovnání experimentálních a teoretických charakteristických silových křivek nad Sn a In atomem (uprostřed) a schematický obrázek teoretických výpočtů (vpravo).
1 Institute of Physics, Academy of Sciences of the Czech Republic, Cukrovarnická 10, 162 00, Prague, Czech Republic
2 Department of Surface and Plasma Science, Charles University, V Holešovičkách 2, 180 00, Prague, Czech Republic
Copyright © 2008-2014, Fyzikální ústav AV ČR, v. v. i.
