• 한국진공학회지
• /
• 제6권2호
• /
• pp.172-176
• /
• 1997

Si(111)7×7표면에 In을 증착시킬 때 기판온도와 증착량에 따른 표면구조의 변화를 RHEED(Reflection High Energy Electron Diffraction) 상(pattern)과 RHEED상의 회절반점 (spot)강도 변화를 관찰하여 조사하였다. Si(111) 기판온도를 400℃로 유지하면서 In을 증착 시킬 때 증착량이 약 0.1, 0.3, 0.5ML에서 각각 {{{{ SQRT { 3} }}× {{{{ SQRT { 3} }}, {{{{ SQRT { 31} }}× {{{{ SQRT { 31} }}, 4×1구조가 관찰 시작하였다. 기판온도 300°에서는 증착량이 약 0.2ML에서부터 4×1구조가 나타나고 0.8ML이상에서부터는 4×1+{{{{ SQRT { 3} }}× {{{{ SQRT { 3} 가 관찰되기 시작하였다. Si(111)-{{{{ SQRT { 3} }}× {{{{ SQRT { 3} 기판온도를 실온으로 유지하면서 In를 착시킬 때 증착량이 0.25, 0.7ML에서 각각 2×2, {{{{ SQRT { 7} }}× {{{{ SQRT { 3} 기 시작하였다. RHEED 반점의 강도변화를 이용하여 Si(111)-{{{{ SQRT { 7} }}× {{{{ SQRT { 3} n원자의 이탈 과정을 조사한 결과 이탈 에너지는 2.84eV로 조사되었다.

• 한국진공학회지
• /
• 제10권1호
• /
• pp.22-26
• /
• 2001

Plasma assisted molecular beam epitaxy(PAMBE)를 사용하여 Si 기판위에 성장시킨 AlN 박막에 대하여 성장온도 및 기판의 방향성에 따른 박막의 결정성 변화를 분석하였다. Reflection high energy electron diffraction(RHEED) 패턴을 이용하여 성장 중의 결정성을 관찰하였고, 성장 후에는 X-ray diffraction(XRD), double crystal X-ray diffraction(DCXD), transmission electron microscopy/diffraction(TEM/TED)분석을 하였다. $850^{\circ}C$이상의 온도에서 Si(100)위에 성장된 AlN박막은 육방정계의 c축 방향으로 우선 배향되어 있음을 확인하였으며 Si(111)위에 성장된 AlN박막의 경우 AlN(0001)/Si(111), AlN(1100)/Si(110), AlN(1120)/Si(112)의 결정방위를 가지고 성장하였음을 확인하였다. 또한 Si(111) 기판 위에서는 전위와 적층결함 등 많은 결정결함에 의해 DCD패턴의 반치폭이 2$\theta$=$36.2^{\circ}$에서 약 3000arcsec에 이르는 등 결정성은 좋지 않았으나 AlN박막이 단결정으로 성장된 것으로 나타났다.

• 한국진공학회지
• /
• 제6권3호
• /
• pp.235-241
• /
• 1997

실리콘 기판위에 초고진공 Ionized Cluster Beam(UHV-ICB)증착법으로 적층 성장시 킨 $Y_2O_3$ 박막의 결정성 및 구조를 Backscattering Spectroscopy(BS)/channeling을 이용하여 분석하였다. 현재까지 타증착법에 의해 성장된 $Y_2O_3$박막의 channeling 최소수율은 0.8~0.95 로 거의 비정질이거나 다결정이었다. 이에 반해 UHV-ICB법으로 Si(100), Si(111) 기판 위에 적층 성장시킨 $Y_2O_3$ 박막의 channeling 최소수율은 각각 0.28, 0.25로 UHV-ICB법으로 성장 시킨 $Y_2O_3$박막이 타증착법으로 성장시킨 박막보다 상대적으로 우수한 결정성을 지니고 있 었다. 또한 실리콘 기판의 방향에 관계없이 $Y_2O_3$박막의 표면 영역이 계면 영역보다 결정성 이 좋았다. Si(111) 위에 적층 성장한 Y2O3박막은 실리콘 결정과 $0.1^{\circ}$어긋나서 (111)면으로 성장하였고, Si(100) 위에 적층 성장한 $Y_2O_3$박막은 실리콘 결정과 평행하게 double domain 구조를 지닌 (110)면으로 성장하였다. 산소공명 BS/channeling 결과 Si(111) 위에 적층 성장 한 $Y_2O_3$박막의 산소는 결정성을 갖고 있으나 Si(100) 위에 적층 성장한 $Y_2O_3$박막의 산소는 random하게 분포하고 있음을 확인하였다.

• 분석과학
• /
• 제5권3호
• /
• pp.303-308
• /
• 1992

Ti과 Si의 초기 반응이 Titanium Silicide의 표면 거칠기 (Surface roughness)를 고찰하기 위해 연구하였다. 형성기구는 In-situ AES와 LEED의 측정장비로 연구하였다. Ti의 하나나 두 원자층이 초고진공에서 원자적으로 깨끗한 Si 기판 위에 증착되었다. Reconstruction이 된 $7{\times}7$ Si(111) 표면이 초 고진공하에서 얻어졌으며 박막의 증착은 Quartz Crystal Oscillator로 측정되었다. In-situ 측정 결과 Ti과 Si의 초기 반응이 실온에서 일어났으며 Disorder막을 형성하였다. 낮은 온도($200^{\circ}C{\sim}300^{\circ}C$)에서 Ti과 Si의 Intermixing이 고찰되었고 $400^{\circ}C$ 근처에서 $1{\times}1$ Si(111) LEED 패턴이 관찰되었다. 이것은 Disorder막이 Order막으로 변화가 생긴 것을 나타낸다. 더 높은 온도에서 $7{\times}7$ Si(111) LEED 패턴이 재관찰되었는데 이것은 3차원적인 $TiSi_2$의 형성을 증명하는 것이다.

• 한국재료학회:학술대회논문집
• /
• 한국재료학회 2003년도 추계학술발표강연 및 논문개요집
• /
• pp.165-165
• /
• 2003

The growth of GaN on Si is of great interest due to the several advantages low cost, large size and high-quality wafer availability as well as its matured technology. The crystal quality of GaN is known to be much influenced by the surface pretreatment of Si substrate [1]. In this work, the properties of GaN overlayer grown on ion implanted Si(111)and bare Si(111) have been investigated. Si(111) surface was treated ion implantation with 60KeV and dose 1${\times}$10$\^$16//$\textrm{cm}^2$ prior to film growth. GaN epilayers were grown at 1100$^{\circ}C$ for 1 hour after growing AlN buffer layers for 15-30 minutes at 1100$^{\circ}C$ with metal organic chemical vapor deposition (MOCVD). The properties of GaN epilayers were evaluated by X-Ray Diffraction (XRD), Scanning electron microscope (SEM) Photoluminescence (PL) at room temperature and Hall measurement The results showed that the GaN on ion implanted Si(111) markedly affected to the structural, optical and electrical characteristic of GaN layers.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
• /
• 제25권12호
• /
• pp.1822-1828
• /
• 2004

Electrochemical, in situ electrochemical scanning tunneling microscope (EC-STM), and attenuated total reflectance-FTIR (ATR-FTIR) spectroscopic methods were employed to investigate the preparation of atomically flat Si(111)-H surface in ammonium fluoride solutions. Electrochemical properties of atomically flat Si(111)-H surface were characterized by anodic oxidation and cathodic hydrogen evolution with the open circuit potential (OCP) of ca. -0.4 V in concentrated ammonium fluoride solutions. As soon as the natural oxide-covered Si(111) electrode was immersed in fluoride solutions, OCP quickly shifted to near -1 V, which was more negative than the flat band potential of silicon surface, indicating that the surface silicon oxide had to be dissolved into the solution. OCP changed to become less negative as the oxide layer was being removed from the silicon surface. In situ EC-STM data showed that the surface was changed from the initial oxidecovered silicon to atomically rough hydrogen-terminated surface and then to atomically flat hydrogenterminated surface as the OCP moved toward less negative potentials. The atomically flat Si(111)-H structure was confirmed by in situ EC-STM and ATR-FTIR data. The dependence of atomically flat Si(111)-H terrace on mis-cut angle was investigated by STM, and the results agreed with those anticipated by calculation. Further, the stability of Si(111)-H was checked by STM in ambient laboratory conditions.

• 한국진공학회지
• /
• 제1권1호
• /
• pp.43-49
• /
• 1992

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.

• 한국재료학회지
• /
• 제3권3호
• /
• pp.230-236
• /
• 1993

Si(111) 표면위에 Si을 homepitaxial 성장시킬때 중간 금속인 Ag, Sn등을 흡착시키지 않을 경우와 흡착시킬 경우 RHEED(Reflection High Energy Electron Diffraction)상의 경면반사점(specular spot)강도의 주기적 변화를 관찰함으로써 두 경우의 Si결정성장 과정의 차이점을 관찰하였다. 중간금속을 흡착하지 않을 경우 성장 초기에는 흡착Si원자가 Si(111) $7{\times}7 $구조의 Stacking Fault층을 먼저 채우고난 후 정상적인 충상성장을 하기 때문에 성장초기에는 불규칙적인 진동을 나타내다가 약 6ML정도부터 주기적인 진동으로 바뀜이 관찰되었다. 그러나, 중간금속인 Ag, Sn을 Si(111)위에 1ML흡착시키면 Ag의 경우 300~$600^{\circ}C$, Sn의 경우 190~$860^{\circ}C$의 시료온도에서 표면구조가 ${\sqrt}{3}{\times}{\sqrt}{3}$구조로 바뀜이 RHEED상으로 관찰되었다. 그리고 난 후에 Si을 흡착시킬 경우 RHEED 상의 경면반사점 강도는 초기부터 주기적일 변화를 가짐이 관찰되었으며${\sqrt}{3}{\times}{\sqrt}{3}$구조는 변함이 없었다. 또한 보다 낮은 시료 온도에서 많은 진동이 관찰되었다. 이는 중간금속이 성장표면쪽으로 편석하면서 흡착원자 Si의 표면확산에 대한 활성호 에너지를 감소시켜 주기 때문이라 생각된다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국진공학회 2009년도 제38회 동계학술대회 초록집
• /
• pp.4-5
• /
• 2010

The surface phonon is defined as a coherent vibrational excitation of surface atoms propagating along the surface. It is characterized by a phonon dispersion curves, which were extensively studied in 1990's using helium atom scattering and high-resolution electron-energy-loss spectroscopy (HREELS)[1].The understanding is mainly based on the theoretical framework of a classical bond model or cluster calculations. The recent sample preparation and first principles calculations open the naval way to deep insight for surface phonon problems. The surface phonon dispersion on the hydrogen-terminated Si(111)-($1{\times}1$) surface [H:Si(111)] is the typical system and already reported experimentally [2] and theoretically [3], although the understandingis incomplete. The sample contaminated by the oxygen atoms on the surface and the calculations were also classical. In this study, firstly, we have prepared an ultra-clean H:Si(111) surface [4] and measured the surface phonon dispersion curvesusing HREELS. Secondly, we have performed first-principles density functional calculations with the projector augmented wave functionals, as implemented in VASP, using generalized gradient approximations. We used aslab of six silicon layers and both top and bottom surfaces were terminated with hydrogen atoms. Finally, we have compared with the surface phonon dispersion of deuterium-terminatedSi(111)-($1{\times}1$) surface[5] and led to our conclusions. The Si-H stretching and the bending modes are observed at 258.5 and 78.2 meV, respectively. These energies are the same as the previously reported values [2], but the energy-loss peaks at the lower energy regions are dramatically shifted. Through this combination study, we have formulated the procedure of preparing ultra-clean H:Si(111)/D:Si(111), which was confirmed by HREELS vibrational analysis. The Si surface will be utilized for further nano-physics research as well as for the materials for nano-fubrication.

• 한국진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국진공학회 2011년도 제40회 동계학술대회 초록집
• /
• pp.433-433
• /
• 2011

Since the concept of graphene was established, it has been intensively investigated by researchers. The unique characteristics of graphene have been reported, the graphene attracted a lot of attention for material overcomes the limitations of existing semiconductor materials. Because of these trends, economical fabrication technique is becoming more and more important topic. Especially, the epitaxial growth method by sublimating the silicon atoms on Silicon carbide (SiC) substrate have been reported on the mass production of high quality graphene sheets. Although SiC exists in a variety of polytypes, the 3C-SiC polytypes is the only polytype that grows directly on Si substrate. To practical use of graphene for electronic devices, the technique, forming the graphene on 3C-SiC(111)/Si structure, is much helpful technique. In this paper, we report on the growth of graphene on 3C-SiC(111) surface. To investigate the morphology of formed graphene on the 3C-SiC(111) surface, the radial distribution function (RDF) was calculated using molecular dynamics (MD) simulation. Through the comparison between the kinetic energies and the diffusion energy barrier of surface carbon atoms, we successfully determined that the graphitization strongly depends on temperature. This graphitization occurs above the annealing temperature of 1500K, and is also closely related to the behavior of carbon atoms on SiC surface. By analyzing the results, we found that the diffusion energy barrier is the key parameter of graphene growth on SiC surface.