Construction of RHEED Apparatus and Study on K, Cs/Si)(111) System

RHEED 장치의 제작과 K, Cs/Si(111)계에 관한 연구

  • 이경원 (성균관대학교 이과대학 물리학과) ;
  • 안기석 (성균관대학교 이과대학 물리학과) ;
  • 강건아 (성균관대학교 이과대 학 물리학과) ;
  • 박종윤 (성균관대학교 이과대학 물리학과) ;
  • 이순보 (성균관대학교 이 과대학 화학과)
  • Published : 1992.02.01

Abstract

RHEED apparatus which is one of the systems of surface structure analysis has been constructed.Electron beam is focused by means of magnetic lens, and the beam divergence is about $1{\times}10^{-3}$ rad. The Acceleration voltage of this RHEED apparatus is continuously variable from 0 to 20 kV. K and Cs-adsorbed structureson Si(111)$7{\times}7$ surface at room and high temperatures($200{\times}700^{\circ}C$) have been investigated by RHEED. It is observed that the K and Cs-adsorbed Si(111)surface structures at saturation coverage are Si(111)$7{\tiems}7-K$ and Si(111)$1{\tiems}1-Cs$ at room temperature, respectively. When the specimen temperature was elevated during evaporation,the $3{\times}1$ structure appears in the range of temperature between $300^{\circ}C$ and $550^{\circ}C$, and the $1{\tiems}1$ structure appears above $550^{\circ}C$ in K/Si(111)system. Also, in Cs/Si(111) system the $\sqrt{3}{\times}\sqrt{3}$ structure appears at $300^{\circ}C$, and the $\sqrt{3}{\times}\sqrt{3}+3{\times}1$ structure appears between $350^{\circ}C$ and $400^{\circ}C$.

표면구조 분석장치의 하나인 RHEED(Reflection High Energy Electron Diffraction) 장치를 설계.제작하였다. 전자선의 에너지는 0에서 20keV까지 연속가변이 가능하도록 하였 으며 전자선의 접속은 자기렌즈를 이용하였다. 이 장치를 본 연구실에서 제작한 초고진공용 기에 장착하여 K, Cs/Si(111)계의 표면구조를 분석하였다. 깨끗한 Si(111)7 $\times$ 7 표면을 가 지는 기판의 온도를 상온 및 20$0^{\circ}C$ ~ $700^{\circ}C$에서 K와 Cs를 증착시켰을 때 변화하는 표면 구조를 RHEED로 관찰하였다. K의 경우, 상온에서 Si(111)7 $\times$ 7-K, $300^{\circ}C$~$550^{\circ}C$에서 3 $\times$ 1 및 $550^{\circ}C$ 이상에서 1 $\times$ 1 구조가 관측되었고, Cs의 경우는 상온에서 $250^{\circ}C$까지는 1 $\times$ 1, $300^{\circ}C$에서 $\sqrt{3}{\times}\sqrt{3}$, $350^{\circ}C{\sim}400^{\circ}C$에서 $\sqrt{3}{\times}\sqrt{3}+3{\times}1$ 구조가 관측되었다.

Keywords