利用掃描探針顯微術觀測碳簇分子嵌入矽（111）表面的特性

Probing Characteristics of Si (111) Surface with Embedded Fullerene Molecules via Scanning Probe Microscopy

伍健華(Jian-Hua Wu) ； 黃至鵬(Chih-Pong Huang) ； 蘇志川(Chih-Chuan Su) ； 蘇萬生 ； 何孟書(Mon-Shu Ho)

《真空科技》 27卷2期 (2014/06) Pp. 37-45

摘要

本研究於超高真空的環境下，將富勒烯分子沉積於矽（111）的基板上，藉由控制自我組裝的機制使之形成富勒烯單原子層。使用超高真空掃描穿隧顯微鏡量測碳－八十四自我組裝於矽（111）表面之基板的超分子結構、電子能態密度、量子侷限效應、場發射特性以及光電特性。其結果顯示嵌入碳－八十四分子表面的矽基板具有約3.4eV的寬能隙、高場發效率與低起動電壓等優良的特性，在奈米電子學、光電子學以及碳化物半導體的製備上相當重要。在光致激發光譜的測量中進一步的確認了由電流-電壓曲線所測得的能隙寬。在理論計算方面，以第一原理理論計算場發射因子並與實驗做比較。

關鍵字

掃描探針顯微鏡 ； 碳簇分子 ； 矽表面

並列摘要

A single layer of C_(84) molecules is embedded into Si (111) surfaces through a controlled self-assembly process in an ultrahigh vacuum chamber. The topography and optoelectronical characteristics of C_(84) embedded Si (111) surfaces are determined using an UHV scanning probe microscope. The C_(84) embedded silicon surface has a wide band gap of ~3.4eV, high emission efficiency and low turn-on voltage. Those properties are crucial to nano-electronics, optoelectronics, and the fabrication of semiconductor carbide. The photoluminescence emission experiments further confirm the corresponding band gap value obtained from I-V curves. The charactertics of C_(84) embedded silicon surfaces are in good agreement with experimental measurements and theoretical first-principles calculations.

並列關鍵字

SPM ； Fullerene ； Silicon