А.К.Гутаковский, Л.И.Федина, Д.В.Щеглов, С.С.Косолобов, А.В.Латышев

Впервые показано, что естественный оксид на поверхности Si(111) с моноатомными ступенями полностью реплицирует рельеф поверхности кремния. Высота и положение ступеней на поверхности оксида кремния соответствуют высоте и положению моноатомных ступеней на поверхности Si(111). По данным высокоразрешающей электронной микроскопии (ВРЭМ) поперечных срезов гетероструктуры Ti-SiO₂-Si(111) высота ступеней на гетерограницах SiO₂-Si(111) и SiO₂-Ti является одинаковой и с точностью 0,3% соответствует межплоскостному расстоянию для плоскостей (111) в объемном кремнии - 0,314 нм. Измерения выполнены на электронном микроскопе JEOL-4000EX (энергия пучка электронов 400кэВ, разрешающая способность 0,165 нм). Количественная обработка экспериментальных электронно-микроскопических изображений выполнена с помощью пакета программ Digital Micrographs (GATAN).

Результаты экспериментальных измерений представлены на рисунке. Сдвоенный максимум на профилях интенсивности (рис. в,г) соответствует позиции слоя SiO₂, а резкий минимум - позиции поверхности кремния. Высота ступени на гетерограницах SiO₂- Si(111) и SiO₂-Ti была измерена по сдвигу этих экстремумов при наложении профилей интенсивности (рис. д) и составила 0,314 нм. Важно отметить, что при наложении профилей интенсивности, записанных слева и справа от ступени, периодические максимумы, соответствующие позициям атомных плоскостей (111)Si (правые части рисунков в,г) точно накладываются

Рис. ВРЭМ изображение моноатомной ступени на гетерограницах Si(111) -SiO2 и SiO2-Ti (a) и Фурье-спектр для области Si с измеренными межплоскостными расстояниями (б). На рис. в и г приведены профили интенсивности изображения на рис. а, записанные в направлении сверху-вниз слева (область1) и справа (область 2) от ступени. Области интегрирования профилей интенсивности выделены на рис.а белыми прямоугольниками. На рис. д - изображение наложенных профилей интенсивности.

один на другой (правая часть рисунка д). Это является дополнительным подтверждением, что сдвиг на ступени точно соответствует межплоскостному расстоянию для плоскостей (111) в объемном кремнии - 0,314 нм.