초록
초고진공 아래에서 주사터널링현미경을 이용해서 $495^{\circ}C$의 Si(5 5 12) 기판에 호모에피텍시를 시도하여 층상성장의 미세한 과정을 연구하였다 최초에는 Si Dimer가 기본블록이 되어 Si(5 5 12) 단위세포 내 (337)과 (225) 부분의 Si Dimer/Adatom 자리에 우선적으로 흡착하여 Si(5 5 12) 단위세포는 Si addimer로 채워진 $3\times(337)$ 세부 부분과 $1\times(113)$ 세부 부분으로 변한다. 이 과정 중 Si(5 5 12) 단위세포 내 또 다른 (337)에 있는 Tetramer는 Si Dimer를 흡착할 수 있는 Dimer/Adatom 자리로 변환한다 추가적인 Si 흡착으로 각각의 (337) 부분은 (112)과 (113)으로 나뉘어, 마침내 Si(5 5 12) 단위세포는 $3\times(112)\;와\; 4\times(113)$의 패싯들로 바뀐다. 이 단계에서 벌집사슬형과 Dimer/Adatom의 1차원 구조의 상호 변환이 선택적으로 일어난다. 기판의 단위세포 주기를 가지는 패싯의 높이는 2.34 효까지 성장하며, 끝으로 이 패싯 사이의 골짜기가 채워진다. 마지막 단계가 끝나면 균일하고 평평한 Si(5 5 12) 테라스가 복원된다. 본 연구로부터 Si(5 5 12) 호모에피텍시가 단위세포 당 28 개의 Si 원자가 흡착됨으로써 주기적으로 이루어지고, 기판 단위세포 내에서 패시팅이 균일한 오버레이어 필름 두께를 유도하는 데에 결정적 역할을 한다는 점에서 그 성장 방식이 독특하다고 할 수 있다.
The homoepitaxy of Si(5 5 12) at $495^{\circ}C$ has been studied by Scanning Tunneling Microscopy under ultrahigh vacuum. A Si-dimer is the basic building-block and preferentially adsorbs on a unique site, that is, the Si-dimer/adatom site at the (337) and the (225) subsections within the Si(5 5 12) unit cell. The Si(5 5 12) unit cell is faceted to $3\times(337)$ subsections filled with Si-addimers and $1\times(113)$ subsection. In this step the tetramer at the other (337) section within the unit cell is transformed to a dimer/adatom site which can accept Si-dimers. Each (337) section is faceted to $1\times(112)\;and\;1\times(113)$, and then finally the unit cell of Si(5 5 12) is faceted to $3\tiems(112)\;and\;4\times(113)$ and forms the facet of effective height, $2.34{\AA}$. In this step, mutual transformation between the honeycomb chain and the dimer/adatom occurs. Finally, the valley between (112) and (113) facets is filled. If once the last step is completed, the uniform and planar Si(5 5 12) terrace is recovered. From the present study, therefore, it can be concluded that the homoepitaxy on Si(5 5 12) is periodically achieved and such growth mode is quite unique since faceting of the substrate-unit-cell plays a critical role for controlling uniformity of the overlayer.