В.Л.Альперович, А.С.Терехов, А.Г.Журавлев, Г.Э.Шайблер

Исследован спектр поверхностных электронных состояний, индуцированных адсорбцией цезия на поверхностях GaAs(100) с различным составом и сверхструктурными реконструкциями. Экспериментально обнаружены и исследованы два новых эффекта, демонстрирующих

Рис. 1. Изгиб зон в зависимости от величины цезиевого покрытия φS(θ)

необычное поведение поверхностных состояний в системе Cs/GaAs. Во-первых, воспроизводимо наблюдалась немонотонная, содержащая несколько максимумов и минимумов зависимость изгиба зон φ_s от величины цезиевого покрытия δ при адсорбции на Ga-стабилизированной поверхности (100)GaAs(4×2)/c(8×2) (кружки на рисунке). Такая "тонкая структура" в зависимости φ_s(θ) ранее не наблюдалась ни для одной системы адсорбат-полупроводник. Во-вторых, в зависимостях φ_S(θ), измеренных при адсорбции цезия (кружки, сплошная линия) и его последующей термодесорбции (треугольники, штриховая линия), наблюдался гистерезис. Эти результаты получены благодаря использованию модифицированной методики спектроскопии фотоотражения и эпитаксиальных структур с тонким нелегированным поверхностным слоем, что обеспечило высокую (по сравнению с другими методами) точность измерения изгиба зон φ_S. Наблюдение "тонкой структуры" зависимости φ_S(θ) свидетельствует, предположительно, о формировании поверхностных электронных состояний, соответствующих различным адсорбционным состояниям цезия на поверхности (100)GaAs(4×2)/c(8×2). Гистерезис зависимостей φ_S(θ) указывает на метастабильность состояний, ответственных за величину изгиба зон. Проведено обсуждение эволюции электронного спектра поверхности Cs/GaAs, начиная от состояний, индуцированных отдельными адатомами при малых q≤0.1 монослоя (MС), до "металлических" состояний при q≥0.5 MС, когда доминирует латеральное взаимодействие между адатомами. В промежуточной области покрытий на электронный спектр существенно влияют как взаимодействие адатомов цезия с GaAs подложкой, так и взаимодействие между адатомами.