氧分子在矽表面上孤立懸鍵的吸附反應

Adsorption of Oxygen Molecules on Isolated Dangling Bonds

張琬珩(wan-Heng Chang)

指導教授 ： 林登松

國立清華大學/理學院/物理學系/碩士(2011年)

https://doi.org/10.6843/NTHU.2011.00363

摘要

當一個雙原子分子撞擊至半導體表面懸鍵時，可能發生的化學或物理反應機制，如散射、分子吸附、裂解式吸附或提取式吸附，決定這些反應背後的機制為何是我們想要討論的重點。O2分子為一個雙鍵分子，其鍵能為5.16eV，相較於單鍵分子容易在Si(100)表面上與表面懸鍵發生的共價鍵結，O2分子在Si(100)表面上的裂解吸附反應更為複雜。
本論文的研究目標是以掃描穿隧顯微鏡的技術來了解O2分子在矽表面上發生的反應。為了降低實驗環境的複雜因素與簡化問題，我們利用單一層氫原子光阻，將分子與表面發生化學反應的範圍侷限在孤立的單一活性鍵和成對活性鍵，便可由同區域曝O2氣體前後的影像變化直接觀察單一活性鍵和成對活性鍵的吸附情形。
實驗結果顯示氧分子在Si(100)表面上發生的裂解式吸附反應，會使得裂解後的氧原子選擇在雙原子單體上的bridge site和back-bond位置產生Si-O-Si鍵結，而其中又以back-bond位置所觀察到的氧原子吸附為最多，說明了O2分子裂解之後在Si表面上的擴散過程為可能發生的。

關鍵字

矽(100) ； 氧分子 ； 懸鍵 ； 吸附反應

參考文獻

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