Влияние субмонослойных металлических пленок на работу выхода полупроводниковых материалов тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.10, кандидат физико-математических наук Павлык, Александр Владимирович

• Павлык, Александр Владимирович
• кандидат физико-математических наук
• 2005

Оглавление диссертации кандидат физико-математических наук Павлык, Александр Владимирович

ВВЕДЕНИЕ.

Некоторые обозначения.

ГЛАВА 1. Изменение работы выхода полупроводниковых подложек при адсорбции металлических атомов.

1.1. Работа выхода как основная макроскопическая характеристика адсорбционной системы.

1.2. Взаимодействие атомов в адсорбированных слоях и его влияние на работу выхода.

1.2. Кристаллографическая и электронная структуры чистых граней кремния, арсенида галлия и диоксида титана.

1.4. Постановка задачи.

ГЛАВА 2. Адсорбция атомов щелочных металлов на кремнии и арсениде галлия.

2.1. Формулировка модели.

2.2. Адсорбция 1л, N8, К, ЯЬ и Се на (100).

2.3. Адсорбция Се на ОаАэ (100) и К, Шэ и Се на ОаАз(110). 62 Краткие выводы.

ГЛАВА 3. Адсорбция бария и редкоземельных атомов на кремнии и ванадия на диоксиде титана.

3.1. Адсорбция Ва на 81(111).

3.2. Адсорбция Бш, Ей и УЬ на 81(111).

3.3. Адсорбция V на ТЮ2(110).

Краткие выводы.

ГЛАВА 4. Зависимость зарядов, сдвигов квазиуровней адатомов и времен жизни электрона на адатоме от степени покрытия. Энергетические барьеры для переходов электронов с адатома в подложку и на соседний адатом (обзор результатов Гл. 2 и 3).

4.1. Зависимость заряда адатома от степени покрытия.

4.2. Зависимости сдвигов квазиуровней адатомов и времен жизни электрона на адатоме от степени покрытия.

4.3. Оценки высоты энергетических барьеров для перехода электрона с адатома в подложку и на соседний адатом.

ГЛАВА 5. Некоторые вопросы физики субмонослойных металлических покрытий на полупроводниковых субстратах.

5.1. Об условиях появления минимума на зависимости работы выхода от степени покрытия.

5.2 Влияние температуры на адсорбцию редкоземельных атомов на поверхностиSi(111).

5.3 Связь электронного состояния субмонослойной металлической пленки с высотой барьера Шоттки и величиной изгиба зон.

5.4. Заряд изолированного адатома в рамках модели связывающих орбиталей Харрисона.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Влияние субмонослойных металлических пленок на работу выхода полупроводниковых материалов»

Незатухающее внимание к изучению адсорбционных процессов обусловлено, в первую очередь, практической ценностью получаемых результатов для технических и технологических приложений. Одновременно, изучение адсорбционного состояния позволяет получить фундаментальную информацию об элементарных физико-химических процессах формирования конденсированных систем. Особый интерес представляют исследования сверхтонких металлических слоев на полупроводниковых подложках, так как в последнее десятилетие стало абсолютно ясно, что барьер Шоттки формируется уже на ранних стадиях нанесения металлической пленки [1].

Интенсивные экспериментальные исследования позволили к настоящему времени накопить огромный массив экспериментальной информации по широкому кругу адсорбционных систем. Для того чтобы правильно ориентироваться в этом массиве данных, необходима теория позволяющая описать, наблюдаемые закономерности и особенности и дающая возможность понять, каковы физические механизмы, к ним приводящие.

Одной из основных интегральных характеристик адсорбционной системы является ее работа выхода ф. Это макроскопическая характеристика в том плане, что при ее измерении никакие микроскопические параметры системы пленка-подложка не определяются. С другой стороны, при расчете ф для той или иной адсорбционной системы необходимо прибегать к микротеории.

Атом, адсорбированный на поверхности твердого тела, можно рассматривать либо как один из компонентов сложной и весьма специфической «молекулы», либо как примесь, находящуюся в сугубо асимметричном положении относительно других атомов системы. В силу этого, в настоящее время широкое распространение получили три подхода к расчету электронной структуры адатома: квантовохимический кластерный метод, приближение функционала плотности и метод модельных гамильтонианов. Каждый из этих методов имеет свои преимущества. Первые два, например, позволяют проводить расчеты из первых принципов. Кластерный метод, однако, удобен лишь тогда, когда рассматривается адсорбция одиночного атома или малой группы таковых. Наиболее популярный в настоящее время метод функционала плотности требует наличия соответствующего (достаточно сложного) программного обеспечения и высокоскоростных мощных компьютеров. С другой стороны, метод модельных гамильтонианов, выделяя лишь наиболее существенные черты исследуемого явления, позволяет получить аналитические выражения для целого ряда характеристик адсорбционной системы. Такой подход наиболее естествен для исследования взаимодействия адатомов, вызывающего изменение электронной структуры адсорбционной системы, которое и проявляется в изменении ее работы выхода ф. Поэтому именно метод модельных гамильтонианов и использовался в настоящей диссертационной работе.

Основная цель диссертационной работы - построение простой микроскопической модели, позволяющей, при минимуме подгоночных параметров, адекватно описать изменение работы выхода Дф полупроводниковых подложек, вызванное увеличением относительной поверхностной концентрации 0 металлических адатомов (степени покрытия). Определенные в ходе такой процедуры микропараметры модели позволяют сделать определенные выводы об электронной структуре адсорбированного слоя.

Для достижения поставленной цели были сформулированы следующие задачи:

• рассчитать изменение работы выхода Лф(0) при адсорбции: 1) атомов щелочных металлов на кремнии и арсениде галлия, 2) атомов бария и редкоземельных металлов (Бш, Ей, УЬ) на кремнии, 3) атомов ванадия на диоксиде титана;

• проанализировать изменения параметров модели при переходе от одной адсорбционной системы к другой и установить относительную роль диполь-дипольного отталкивания и обменного взаимодействия адатомов; • на основании полученных при расчете Аф(©) параметров оценить некоторые микроскопические характеристики адсорбционных систем.

Выбор именно таких адсорбционных систем не случаен. Щелочные атомы, содержащие во внешней s-оболочке лишь один электрон, являются модельными объектами в теории адсорбции. С другой стороны, барий, Ф ванадии и редкоземельные элементы имеют заполненную внешнюю s-оболочку. Выбор подложек был продиктован местом, которое занимают кремний, арсенид галлия и диоксид титана в полупроводниковой микро- и наноэлектронике, а также тем, что свойства поверхностей этих кристаллов хорошо изучены. Следует также добавить, что соответствующие адсорбционные системы достаточно тщательно исследованы экспериментально. Так как рассматриваемые в диссертации адсорбаты и субстраты довольно сильно различаются между собой (сравни, например, щелочные и редкоземельные атомы, кремний и диоксид титана), ясно, что модель, позволяющая описать Дф(©) для таких адсорбционных систем, должны нести черты универсальности. Основные положения, выносимые на защиту.

1. Модель расчета зависимости работы выхода системы от степени покрытия подложки адатомами позволяет описать результаты экспериментальных исследований по адсорбции: а) щелочных металлов на поверхностях (100) кремния, (110) и (100) арсенида галлия; б) бария, самария, европия и иттербия на поверхности (111) щ кремния; (в) ванадия на поверхности (110) диоксида титана.

2. Анализ полученных результатов показывает, что основной вклад в зависимость заряда адатомов и работы выхода системы от степени покрытия вносит диполь-дипольное отталкивание адатомов, а обмен играет роль лишь на начальных стадиях нанесения металлической пленки.

3. Оценки высоты энергетических барьеров для перехода электрона с адатома в подложку и на соседний адатом показывают, что это величины одного порядка, так что с ростом степени покрытия для электрона адатома открывается дополнительный канал деполяризации.

4. Установлено, что предложенная модель позволяет объяснить экспериментальные зависимости величины загиба зон полупроводниковой подложки от степени ее покрытия адатомами.

Диссертация имеет следующую структуру. Глава 1 является обзорной. В ней обсуждаются способы расчета работы выхода твердых тел и адсорбционных систем, взаимодействие атомов в адсорбированных слоях, кристаллографическая и электронная структуры чистых граней кремния, арсенида галлия и диоксида титана. Оканчивается глава постановкой задач диссертации.

В главе 2 формулируется модель расчета заряда адатомов и изменения работы выхода системы в функции от степени покрытия поверхности а адатомами. Приводятся результаты расчетов адсорбции 1л, Ыа, К, ЛЬ и сб на

81(100), Се на СаАвООО) и К, ЯЬ и Се на ОаАз(110).

Глава 3 содержит результаты расчетов для Ва, Бш, Ей и УЬ, адсорбированных на 81(111), и V, адсорбированного на ТЮ2(110).

Общее обсуждение результатов, полученных в Гл.2 и 3, приведено в Гл.4. Анализируются вклады диполь-дипольного и обменного взаимодействий в зависимость Z{<д), вычисляется концентрационный сдвиг квазиуровня адатомов и изменение времен жизни электрона на них при переходе от нулевых покрытий к монослойным. Здесь же приведены оценки барьеров, которые электрон адатома должен преодолеть, чтобы перейти с квазиуровня в подложку или на соседний адатом.

Глава 5 посвящена некоторым специальным вопросам физики субмонослойных металлических покрытий на полупроводниках: условию появления минимума на зависимости работы выхода системы от степени покрытия; влиянию температуры на адсорбцию редкоземельных атомов на кремнии; связи электронного состояния металлической пленки с загибом зон и высотой барьера Шоттки; заряду изолированного адатома.

В заключении сформулированы основные результаты работы и общие выводы.

Некоторые обозначения

Подложка.

Её - ширина запрещенной зоны, Еу - энергия потолка валентной зоны, Ес - энергия дна зоны проводимости, ф - работа выхода, % - сродство к электрону.

Адсорбированный атом.

П - энергия квазиуровня изолированного адатома относительно уровня Ферми подложки,

Г0 - полуширина квазиуровня изолированного адатома, рй - плотность состояний изолированного адатом, па - число заполнения изолированного адатома, Z(Z0) - заряд адатома (заряд изолированного адатома), X - длина адсорбционной связи.

Адсорбционная система.

0 - степень покрытия подложки адатомами (относительная концентрация в долях монослоя),

Аф - изменение работы выхода вследствие адсорбции, £ - константа диполь-дипольного взаимодействия, уГ0 - константа обменного взаимодействия, Ф - константа изменения работы выхода.

10

Заключение диссертации по теме «Физика полупроводников», Павлык, Александр Владимирович

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Главный результат диссертационной работы можно сформулировать довольно просто: построена модель, в рамках которой удалось адекватно описать зависимость Дф(@) для достаточно широкого круга адсорбционных систем. Основные этапы построения модели были следующими: 1) новая интерпретация плотности состояний в модели Андерсона-Ньюнса, позволяющая включить в рассмотрение все электронные переходы между адсорбатом и субстратом;

2) обобщение модели Муската-Ньюнса, позволяющее учесть вклад обменных взаимодействий в изменение заряда адатомов 2 при увеличении степени покрытия ©. В результате было получено уравнение (2.8), позволяющее самосогласованным образом вычислить зависимость 2 от 0 и найти изменение работы выхода адсорбционной системы Дф(0), воспользовавшись выражением (2.9). При этом была предложена простая схема определения подгоночных параметров задачи: полуширины квазиуровня Г0 изолированного адатома и константы обменного взаимодействия уГ0 атомов в адсорбированном слое.

Интерпретация экспериментальных результатов базировалась на картине адсорбции, предложенной впервые еще Герни в 1935 г [153]: понижение работы выхода системы связано с перескоком электрона с адсорбированного атома на подложку. На «зонном языке» это означает переход электрона с квазиуровня адатома в поверхностную зону проводимости субстрата или в его свободные поверхностные квазилокализованные подзоны, перекрывающиеся с объемной запрещенной зоной. С точки зрения квантовой химии происходит перескок электрона с орбитали адатома на оборванную поверхностную орбиталь подложки.

Рассмотрение взаимодействия атомов в адсорбированных слоях основывалось на том, что в большинстве случаев при не слишком малых покрытиях доминирующим является диполь-дипольное отталкивание, которое должно быть учтено наиболее точным образом. Именно это взаимодействие, не меняя контур квазиуровня, ведет к его сдвигу по направлению к уровню Ферми подложки, вызывая тем самым деполяризацию адатомов. Обменные взаимодействия, приводящие к размытию квазиуровня в двугорбую зону (что также приводит к деполяризации), но не смещающие его центр тяжести, дают меньший вклад в изменение электронного состояния пленки и могут быть учтены приближенно путем введения эмпирического параметра у.

Следствием такой иерархии взаимодействий является также принятое в работе бесструктурное приближение, учитывающее лишь плотность адатомов в слое, но не его реальную кристаллографию. Действительно, диполь-дипольное взаимодействие пропорционально р~2 (радиус р определяет местоположение адатома) и, в среднем, слабо зависит от геометрических особенностей субмонослойной пленки. (То же самое, вообще говоря, относится и к обменному взаимодействию при больших покрытиях). Поверхность подложки считалась бездефектной, вследствие чего все позиции, занимаемые адатомами, являются эквивалентными.

Следует еще раз подчеркнуть, что во всех упомянутых в диссертации экспериментальных работах атомы субмонослойного покрытия не образовывали двумерных или трехмерных агломератов (островков), не диффундировали в объем кристалла и не создавали каких-либо специфических поверхностных соединений. Они являлись именно адатомами, т.е., с теоретической точки зрения, атомами, вступающими с подложкой в некоторое взаимодействие, специфика которого заключается в том, что один из компонентов такой связи (субстрат), является резервуаром практически бесконечного числа электронов, так что ни о каком насыщении этой связи (в полинговском смысле) говорить не приходится. С этой точки зрения, адатом является просто примесным атомом, находящимся, однако, в резко асимметричном положении.

Результаты расчетов, как правило, вполне удовлетворительно согласующиеся с экспериментальными данными, позволили оценить:

• величину вкладов диполь-дипольного и обменного взаимодействий;

• зависимость заряда (и, тем самым, работы выхода) от покрытия;

• сдвигов квазиуровней и изменения времен жизни электрона на адатоме;

• высоту энергетических барьеров, препятствующих переходу электрона с адатома в подложку и на соседний адатом;

• влияние температуры на работу выхода адсорбционной системы;

• связь электронного состояния субмонослойной металлической пленки и загиба зон полупроводниковой подложки

Были рассмотрены также условия появления минимума на зависимости работы выхода адсорбционной системы от степени покрытия. Полученные в рамках модели Андерсона-Ньюнса значения зарядов адатомов при нулевых покрытиях были перепроверены расчетом по методу связывающих орбиталей Харрисона.

Таким образом, удалось получить новую информацию об адсорбционных системах металл/полупроводник. В заключение сформулируем основные результаты работы:

1. Изменение работы выхода адсорбционных систем металл/полупроводник, вызванное увеличением поверхностной концентрации адатомов, может быть адекватно описано в рамках модели, учитывающей диполь-дипольное и обменное взаимодействия в адсорбционном слое.

2. Предложенная модель охватывает достаточно широкий круг адсорбционных систем: одно - и двухэлектронные адатомы, подложки с ковалентной, ионно-ковалентной и ионной связью.

3. Результаты расчета работы выхода позволяют определить ряд микроскопических характеристик адсорбционной системы: заряды и дипольные моменты адатомов; энергетические барьеры, препятствующие переходу электрона с адатома в подложку и на соседний адатом; величину приповерхностного загиба зон полупроводниковой подложки; температурный коэффициент работы выхода.

Список литературы диссертационного исследования кандидат физико-математических наук Павлык, Александр Владимирович, 2005 год

1. Mönch, W. On the physics of metal-semiconductor interface / W.Mönch // Rep. Prog. Phys. -1990. V.53, N. 3. - P.221 - 278.

2. Physics and Chemistry of Alkali Metal Adsorption / H.P. Bonzel, A.M. Bradshaw, G. Ertl // Amsterdam. Elsevier, 1989. - 28lp.

3. Бехштедт, Ф. Поверхности и границы раздела полупроводников / Ф. Бехштедт, Р.Эндерлейн. М.: Мир, 1990. - 488 с.

4. Pick, S. Instabilities and reconstructions on solid surfaces: basic theoretical notions and examples / S.Pick // Surf. Sei. Rep. 1990. - V. 12, N. 3. - P. 99 -131.

5. Srivastava, G.P. Theory of semiconductor surface reconstruction / G.P.Srivastava // Rep. Prog. Phys. 1997. - V.60, N. 5. - P.561 - 613.

6. Haneman, D. Surface of silicon / D.Haneman // Rep. Prog. Phys. 1987. - V.50, N.8.-P.1045- 1086.

7. Schmidt, W.G. Adsorption of group V elements on III-V( 110) surface / W.G. Schmidt, F. Bechstedt, G. Srivastava // Surf. Sei. Rep. - 1996. - V.25, N.2. - P. 141223.

8. Henrich, V.E. The Surface Science of Metal Oxides / V.E. Henrich, P.A. Cox // Cambridge. Cambridge University Press, 1994. - 464 p.

9. Diedold U. The surface science of titanum dioxide / U.Diedold // Surf. Sei. Rep. 2003. - V.48, N. 2. - P. 53 - 229.

10. Добрецов, JI.H., Эмиссионная электроника / Jl.H. Добрецов, M.B. Гомоюнова. M.: Наука, 1966.

11. Фоменко, B.C. Эмиссионные свойства материалов: Справочник. / B.C. Фоменко. -4-е изд. Киев: Наукова Думка, 1981.

12. Зандберг, Э.Я. Поверхностная ионизация / Э.Я. Зандберг, Н.И Ионов. -М.: Наука, 1969.

13. Вудраф, Д. Современные методы исследования поверхности / Д. Вудраф, Т. Делчар. М.: Мир, 1989. - 564 с.

14. Wigner, Е. Theory of work functions of monovalent metals / E. Wigner, J.

15. Bardeen // Phys. Rev. 1935. V.48, N.l. - P.84 - 87.

16. Bardeen, J. Theory of work function / J.Bardeen // Phys. Rev.- 1936. V.49, N9. P.653 - 663.

17. Lang, N.D. The Density-Functional Formalism and the Electronic Structure of Metal Surfaces / N.D. Lang, H. Ehrenreich, F. Seitz, D. Turnbull // Solid State Physics. 1973. - V.28, P.225 - 300.

18. Теория хемосорбции. M.: Наука, 1983. -334 с.

19. Feibelman, P.J. Static quantum-size effects in thin crystalline, simple-metal 1* films / P.J.Feibelman // Phys. Rev. B. 1983. - V. 27, N. 4. - P. 1991 - 1996.

20. Halas S., Durakiewicz T. // J. Phys.: Condens. Matter. 1998. V.22, - P. 10815 - 10826.

21. Киреев, П.С. Физика полупроводников / П.С. Киреев. М.: Высшая школа, 1969. - 592 с.

22. Харрисон, У. Теория твердого тела / У. Харрисон,- М.: Мир, 1972. 616 с.

23. Каллуэй, Дж. Теория энергетической зонной структуры / Дж. Каллуэй. -М.: Мир, 1969.-360 с.

24. Харрисон, У. Электронная структура и свойства твердых тел / У. ** Харрисон. М.: Мир, 1983. - Т. 1. - 383 с.

25. Adamowitcz, L. LMTO calculations of surface energy and work function for GaAs / L.Adamowitcz, M.Zbroszczyk // Surf. Sci. 1996. - V. 352-354, N. 3. - P. 730 - 733.

26. Harrison, W.A. Theory of two-center bond / W.A.Harrison// Phys. Rev. B. -1983. Vol.27, N6.-P.3592.

27. Олфрей, Г.Ф. Физическая электроника / Г.Ф. Олфрей. М.: Мир, 1966.

28. Grimley, Т.В. The electron density in metal near a chemisorbed atom or molecule / T.B.Grimley // Proc. Phys. Soc. 1967. - V. 92, N.577. - P.776 - 782.

29. Bennet, A.J. Theory of electronic configuration of a metallic surface -adsórbate system / A.J.Bennet, L.M.Falicov // Phys. Rev. 1966. V.151, N 2. -P.512-520.

30. Gadzuk, J.W. Approach to alkali metal chemisorption within the Anderson model / J.W.Gadzuk, J.K.Hartman, T.N.Rhodin // Phys. Rev. B. - 1971.- V.4, N. 2. -P. 241 -255.

31. Anderson, P.W. Localized magnetic states in metals / P.W.Anderson // Phys. Rev. 1961. - V.124, N.l. - P.41 - 53.

32. Newns, D.M. Self-consistent model of hydrogen chemisorption / D.M.Newns // Phys. Rev. -1969. V. 178, N. 3. - P. 1123 - 1135.

33. Киттель, Ч. Квантовая теория твердых тел / Ч. Киттель.- М.: Наука, 1967. -491 с.

34. Haldane, F.D.M. Simple model of multiple charge states of transition-metal impurities in semiconductors / F.D.M.Haldane, P.W.Anderson // Phys. Rev. B. -1976. V.13, N.6. - P.2553 - 2559.

35. Давыдов, С.Ю. Роль дефектов в формировании локальных состояний, наведенных атомами, адсорбированными на поверхности полупроводников / С.Ю. Давыдов // Физика и Техника Полупроводников. 1997. - Т.31, Вып. 10. -С.1236- 1241.

36. Браун, О.М. Взаимодействие между частицами, адсорбированными на поверхности металлов / О.М.Браун, В.К.Медведев // Успехи Физической Науки. 1989. - Т. 157, Вып.4.- С. 631 - 666.

37. Muscat, J.P. Atomic theory of work-function variation in alkali adsorption on transition metals / J.P.Muscat, D.M.Newns // J. Phys. C. 1974. - V.7, N.l5. -P.2630 - 2644.

38. May, J.W. Ionic monolayers on metals. II. Neutral mixed layers and surface reconstruction / J.W.May, C.E.Carrol // Surf. Sci. 1972. - Vol.29, N 1. - P.85 -113.

39. Большое, Л.А. Монослойные пленки на поверхности металлов / JI.A. Большое, А.П.Напартович, А.Г.Наумовец // Успехи физической науки. -1977. Т. 122, Вып. 1. - С.125 - 145.

40. Davydov, S.Y. On the specific features of work function coverage dependence for Na adatoms on the Cs substrate / S.Y.Davydov // Appl. Surf. Sci. 1999. -Vol.140, N 1.-P.52-57.

41. Займан, Дж. Принципы теории твердого тела / Дж. Займан. М.: Мир, 1972.-472 с.

42. Давыдов, С.Ю. Косвенное взаимодействие атомов в упорядоченных и аморфных слоях, адсорбированных на поверхности металлов / С.Ю. Давыдов // Физика Металлов и Металловедения. 1979. - Т.47, Вып.З. - С.481 -486.

43. Давыдов, С.Ю. Электронное состояние адатомов при больших концентрациях /С.Ю.Давыдов // Физика Твердого Тела. 1978. - Т.20, Вып.6. -С.1752- 1757.

44. Over, Н. Surface atomic geometry of Si(001)-(2xl): A low-energy electron-diffraction structure analysis / H.Over, J.Wasserfall, W.Ranke, C.Ambiatello, R.Sawizki, D.Wolf, W.Moritz // Phys. Rev. B. 1997. - V.55, N.7. - P.4731 -4736.

45. Kriiger, P. Dimer reconstruction of Diamond, Si, and Ge (001) surfaces / P.Krtiger, J.Pollman // Phys. Rev. Lett. 1995. - V.74, N.7. - P.l 155 - 1158.

46. Jeon, D. Structural and electronic properties of ordered single and multiple layers of Na on Si(lll) surface / D.Jeon, T.Hashizume, T.Sakurai, R.F.Willis // Phys. Rev. Lett. 1992. - V.69, N.9. - P.1419 - 1422.

47. Erwin, S.C. New Structural model for alkali-induced Si(lll)-(3xl) reconstruction from first principles / S.C.Erwin // Phys. Rev. Lett. 1995. - V.75, N.10.-P.1973 - 1976.

48. Jeong, S. Buckled reconstruction of alkali-metal (Na, K)-adsorbed Si(lll)-(3x1) surfaces / S.Jeong, M.-H.Kang // Phys. Rev. B. 1996. - V.54, N.ll. -P.8196 - 8201.

49. Lottermoser, L. New bonding configuration on Si(lll) and Ge(lll) surface induced by the adsorption of alkali metals / L.Lottermoser, E.Landemark, D.-M. Smilgles // Phys. Rev. Lett. 1998. - V.80, N.18. - P.3980 - 3983.

50. Schmidt, W.G. GaAs(OOl) surface reconstructions: geometries, chemical bonding and optical properties / W.G.Schmidt, F.Bechstedt, J.Bernhole // Appl. Surf. Sci. 2002. - V.190, N/1-3/. - P.264 - 268.

51. Cakmak, M. Ab initio study of adsorption of Se on the Si(001) surface /

52. M.Cakmak, G.P.Srivastava, S.Ellialtioglu, K.Colakoglu // Surf. Sci. 2002. -V.507-510, N.1.-P.29-33.

53. Wang, G.M. Interaction of silver adatoms and dimers with graphit surfaces / G.M.Wang, J.J.BelBruno, S.D.Kenny, R.Smith // Surf. Sci. 2002. - V.541, N.I.-P.91 - 100.

54. Cakmak, M. Adsorption of GeH2 on the Si(001) surface / M.Cakmak, G.P.Srivastava // Surf. Sci. 2001. - V.482-485, N. 1. - P.26 -31.

55. Seino, K. Structure and energetics of Ga-rich GaAs(OOl) surfaces / K.Seino, * W.G.Schmidt, F.Bechstedt, J.Bernhole // Surf. Sci. 2002. - V.507-510, N.l-3.1. P.406 410.

56. Calzolari, A. First-principle investigation of the formation of Cs dimer chains upon adsorption on InAs(llO) / A.Calzolari, C.A.Pignedoli, R. DiFelice, C.M. Bertoni, A. Catellani // Surf. Sci. 2000. - V.454-456, N.l-3. - P.207 - 212.

57. Gay, S.C.A. Ab initio investigation of Bi-covered GaSb(llO) surfaces / S.C.A.Gay, G.P.Srivastava // Phys. Rev. B. 2000. - V.61, N.4. - P.2688 - 2698.

58. Schmidt, W.G. Atomic structure of InP(001)-(2x4): A dimer reconstruction / W.G.Schmidt, F.Bechstedt, N.Esser, M.Pristovsek, Ch.Schultz, W.Richter // Phys. Rev. B. 1998. - V.57, N.23. - P.14596 - 14599.

59. Sohn, S.H. Charge transfer in core-level shifts at (110) surfaces of compound semiconductors / S.H.Sohn, K.S.Sohn // Surf. Sci. 2000. - V.461, N.l-3. - P.208 -212.

60. Afanasieva, T.V. Adsorption of V-group elements and oxygen on Si(001)2xl surface / T.V.Afanasieva, I.F.Koval, N.G.Nakhodkin // Surf. Sci. 2002. - V.507-510, N.l-3.-P.787-794.

61. Давыдов, С.Ю. К расчету изменения работы выхода при адсорбции металлических атомов на полупроводниках / С.Ю.Давыдов, А.В.Павлык // Физика и Техника Полупроводников. 2001. - Т.35, Вып.7. -С.831 - 834.

62. Ortega, J.E. Cs and О adsorption on Si(100) 2x1: Amodel system for promoted oxidation of semiconductors / J.E.Ortega, E.M.Oellig, J.Ferron, R.Miranda // Phys. Rev. B. 1987.- V.36, N.ll. - P.6213 -6216.

63. Ishida, H. Coverage dependence of electronic structure of potassium adatoms on the Si(001)-( 2x1) surface / H.Ishida, K.Terakura // Phys. Rev. B. 1989. -V.40,N.17. - P.11519 - 11535.

64. Kato, T. Coverage dependence of density of states and work function of a random adsorbate-substrate system: application to alkali-metal / Si(001)2x1 surface / T.Kato, K.Ohtomi, M.Nakayama // Surf. Sci. 1989. - V.209, N 1. -P.131 -150.

65. Tikhov, M. Sodium adsorption on Si(001)-( 2x1) surface / M.Tikhov, G.Boishin, L.Surnev // Surf. Sci. 1991. - V. 241, N.l. - P. 103 - 110.

66. Johanson, L.S.O. Electronic structure of the Na-adsorbed Si(100)2xl surface studied by inverse and direct angle-resolved photoemission / L.S.O.Johanson, B.Reihl // Phys. Rev. B. 1993. - V.47, N.3. - P.1401 - 1406.

67. Ко, Y.-J. Atomic structure of Na-adsorbed Si(100) surfaces / Y.-J.Ko, K.J.Chang // Phys. Rev. B. 1995. - V.51, N.7. - P.4329 - 4335.

68. Kim, C.Y. Lithium-induced reconstructions of the Si(001) surface / C.Y.Kim, K.S.Shin, K.D.Lee, J.W.Chung // Surf. Sci. 1995. - V. 324, N.l/2. - P.8 - 16.

69. Klein, H. Mean residence time of Li atoms adsorbed on Si(100) and Si(lll) surfaces / H.Klein, M.Eckhardt, D.Fick // Surf. Sci. 1995. - V.329, N.l/2. - P.7176.

70. Chao, Y.-C. Coverage-dependent study of the Cs/ Si(100) 2x1 surface using photoelectron spectroscopy / Y.-C.Chao, L.S.O.Johanson, R.I.G.Uhrberg // Phys. Rev. B. 1996. - V.54, N.8. - P.5901 - 5907.

71. Ko, Y.-J. Atomic and electronic structure of Li-adsorbed Si(100) surfaces / Y.-J.Ko, KJ.Chang, J.-Y.Yi // Phys. Rev. B. 1997. - V.56, N.15. - P.9575 - 9582.

72. Chao, Y.-C. Coverage-dependent study of the Cs/ Si(100) 2x1 surface using ^ photoelectron spectroscopy / Y.-C.Chao, L.S.O.Johanson, R.I.G.Uhrberg // Phys.

73. Rev. B. 1997. -V.55,N.ll. - P.7198 - 7205.

74. Chao, Y.-C. Adsorption of Rb on Si(100) 2x1 at room temperature studied with photoelectron spectroscopy / Y.-C.Chao, L.S.O.Johanson, R.I.G.Uhrberg // Appl. Surf. Sci. 1998. - V.123/124, N.l. - P.76 - 81.

75. Johanson, L.S.O. Electronic structure of the Rb-adsorbed Si( 100)2x1 surface studied by direct and inverse angle-resolved photoemission / L.S.O.Johanson, T.Diitemeyer, L.Duda, B.Reihl // Phys. Rev. B. 1998. - V.58, N.8. - P.5001 -5008.

76. Kan, T. Secondary ion emission processes of sputtered alkali ions from alkali/Si(100) and Si(lll) / T.Kan, K.Mitsukawa, T.Ueyama, M.Takada, T.Yasue, T.Koshikawa // Surf. Sci. 2000. - V. 460, N.l-3. - P. 214 - 222.

77. Sakamoto, K. Photoemission study of the Si(lll) 3x1 surface / K.Sakamoto, V' T.Okuda, H.Nashimoto, H.Daimon, S.Suga, T.Kinoshita, A.Kakizaki // Phys. Rev.

78. B. 1994. - V.50, N.3. - P.1725 - 1732.

79. Ч-S 76. Komai, M. Microscopical analysis of structure and work function of Bacovered Si(l 1 l)-(7x7) surface / M.Komai, M.Sasaki, R.Ozawa, S.Yamamoto // Appl. Surf. Sci. 1999. - V.146, N.l-3. - P.158 - 161.

80. Kamaratos, M. Interaction of Cs with the GaAs(lOO) surface / M.Kamaratos, E.Bauer// J. Appl. Phys.- 1991. V.70, N.12. - P.7564 - 7572.

81. Yamada, K. Co-adsorption of cesium and oxygen on GaAs(OOl) surfaces studied by metastable de-exitation spectroscopy / K.Yamada, J.Asanari, M.Naitoh, S.Nishigaki // Surf. Sci. 1998. - V. 402, N.l-3. - P.683 - 686.

82. Derrien, J. Adsorption of cesium on gallium arsenide (110) / J.Derrien, ^ A.D'Avitaya // Surf. Sci. 1977. - V.65, N.3. - P.668 - 686.

83. Ortega, J.E. Growth of K, Rb and Cs on GaAs(l 10) / J.E.Ortega, R.Miranda // Appl. Surf. Sci. 1992. - V. 56-58, N.l/2. - P.211 - 217.

84. Kim, J.W. Surface electronic properties of Na/Ge(l 1 l)-3xl / J.W.Kim, J.Seo, S.Kim // Surf. Sci. 1996. - V. 351, N.l-3. - P.L239 - L244.

85. Osterlund, L. Potassium adsorption on graphite (0001) / L.Osterlund, D.V.Chakarov, B.Kasemo // Surf. Sci. 1999. - V.420, N.l-3. - P. 174 - 189.

86. Кравчино, T.B. Термически активированные процессы перестройки в тонкопленочных структурах Yb-Si(lll) / Т.В.Кравчино, М.В.Кузьмин, М.В.Логинов, М.А.Митцев // Физика Твердого Тела. 1997. Т.39, Вып.9. -С.1672- 1678.

87. Кравчино, Т.В. Влияние температуры и степени покрытия на взаимодействие самария с поверхностью Si(lll) / Т.В.Кравчино, М.В.Кузьмин, М.В.Логинов, М.А.Митцев // Физика Твердого Тела. 1998. -Т.40, Вып.10.-С.1937- 1944.

88. Кравчино, Т.В. Адсорбционная стадия формирования тонкопленочных структур Eu Si(lll) / Т.В.Кравчино., М.В.Кузьмин, М.В.Логинов,х М.А.Митцев // Физика Твердого Тела.- 2000. Т.42, Вып.З. С.553 - 563.

89. Onishi, Н. Modification of surface electronic structure on ТЮ2(110) and Ti02(441) by Na deposition / H.Onishi, T.Aruga, C.Egawa, Y.Iwasawa // Surf. Sci.- 1988.-V. 199, N.l. P.54 - 66.

90. Casanova, R. Potassium adsorption on ТЮ2(100) / R.Casanova, K.Prabhakaran, G.Thornton // J. Phys.: Condens. Matter. 1991. - V.3, N.l. -P.S91 - S92.

91. Phys. Rev. В. 1992.- V.55, N.3. - P.1844 - 1851.

92. Zhang, Z. Adsorption of vanadium on the Ti02(l 10) / Z.Zhang, V.E.Heinrich // Surf. Sci. 1992. - V.227. N.l-3. - P.263 - 272.

93. Давыдов, С.Ю. Зависимость электронного состояния адатомов от их ^ концентрации / С.Ю.Давыдов // Физика Твердого Тела. 1977.- Т. 19, Вып.11.- С.3376 3380.

94. Gadzuk, J.W. Resonance-tunneling spectroscopy of atoms adsorbed on metal surfaces. Theory / J.W.Gadzuk // Phys. Rev. B. 1970. - V.l, N.5. - P.2110 -2129.

95. Сивухин, Д.В. Общий курс физики. Т. III. Электричество. Часть первая / Д.В.Сивухин. М.: Наука, 1996. -320 с.

96. Физические величины: Справочник. М.: Энергоатомиздат, 1991. -1232 с. ^ 97. Давыдов, С.Ю. Переходы металл - полупроводник, вызванныеадсорбцией щелочных металлов на поверхности (001) кремния /

97. И С.Ю.Давыдов // Физика Твердого Тела. 2000. - Т.42, - Вып.6. - С. 1129 -1133.

98. Давыдов, С.Ю. Приближение когерентного потенциала в задаче об адсорбции / С.Ю.Давыдов // Физика Твердого Тела. 1978. - Т.20, Вып.7. -С.1998 - 2001.

99. Давыдов С.Ю. О неоднородном зарядовом упорядочении в адсорбированном слое / С.Ю.Давыдов // Физика Твердого Тела. 1979. - Т.21, Вып.8. - С.2283 -2291.

100. Davydov, S.Y. On the concentration dependence of alkali metal desorption f*4 from the oxygen monolayer-covered tungsten surface / S.Y.Davydov // Surf. Sci.1998. V.407, N.l-3. - P.L652 - L656.

101. Davydov S.Y. Universal features of the concentration dependence of alkali ions desorption induced by electronic transitions // Surf. Sci. 1998. - V.411, N.l-3. - P.L878 - L881.

102. Давыдов, С.Ю. О магнитной структуре адсорбированного слоя / С.Ю. Давыдов, А.П.Попов, В.И.Троян // Физика Металлов и Металловедения. -1981. Т.51, Вып.1. - С.25 - 29.

103. Давыдов, С.Ю. Адсорбция щелочных металлов на поверхности (100) ^ кремния: расчет заряда адатомов и работы выхода / С.Ю.Давыдов,

104. А.В.Павлык // Журнал Технической Физики. 2004. - Т.74, Вып.8. - С.95 - 99.

105. Киттель, Ч. Введение в физику твердого тела / Ч.Киттель. М.: Наука, -1978.-702 с.

106. Давыдов, С.Ю. Адсорбция атомов щелочных металлов на поверхности арсенида галлия / С.Ю.Давыдов, А.В.Павлык // Журнал Технической Физики. 2004. - Т.74, Вып.4. - С.98 - 101.

107. Давыдов, С.Ю. О концентрационной деполяризации адатомов / ,, С.Ю.Давыдов // Поверхность.-1991. Вып.8. - С. 17.

108. И 107. Klepeis, J.E. Electronic structure of small coverages of column III metals on silicon (100) / J.E.Klepeis, W.A.Harrison // J. Vac. Sci. Technol. B. 1988. - V.6, N.4. -P.1315- 1319.

109. Klepeis, J.E. Charge-state-dependent atomic geometries for isolated metal adatoms on GaAs(llO) / J.E.Klepeis, W.A.Harrison // Phys. Rev. B. 1989. -V.40, N.8.-P. 5810-5813.

110. Давыдов, С.Ю. Адсорбция редкоземельных металлов на кремнии: изменение работы выхода / С.Ю.Давыдов, А.В.Павлык // Физика Твердого Тела. 2003. - Т.45, Вып.7. - С.1325 - 1328.

111. Harrison, W.A. Coulomb interactions in semiconductors and insulators / W.A.Harrison // Phys. Rev. B. 1985. - V.31, N.4. P.2121 - 2132.

112. Harrison W.A., Wills J.M. Interionic interactions in simple metals // Phys. Rev. B. 1982. - V.25, N.8. - P.5007 - 5017.

113. Wills, J.M. Interionic interactions in transition metals / J.M.Wills, V W.A.Harrison // Phys. Rev. B. 1983. - V.28, N.8. - P.4363 - 4373.

114. Wills, J.M. Further studies on interionic interactions in simple metals and transition metals / J.M.Wills, W.A.Harrison // Phys. Rev. B. 1984. - V.29, N.10. -P.5486 - 5490.

115. Davydov, S.Yu. On the cohesive approach to the calculation of d-metal on d-metal adsorption properties / S.Yu.Davydov, S.K.Tikhonov // Surf. Sci. 1997. -V.371, N.l-3. - P. 157- 167.

116. Давыдов, С.Ю. Адсорбция ванадия на рутиле: изменение работы выхода v / С.Ю.Давыдов, А.В.Павлык // Письма в Журнал Технической Физики.2003. Т.29, Вып. 12. - С.ЗЗ - 36.

117. Давыдов, С.Ю. К расчету изменения работы выхода при адсорбции атомов цезия на поверхности (110) Ti02 / С.Ю.Давыдов, И.В.Носков // Письма в Журнал Технической Физики. 2001. - Т.27, Вып.20. - С.1 - 6.

118. Давыдов, С.Ю. Влияние адсорбции атомов щелочных металлов на работу выхода рутила / С.Ю.Давыдов, И.В.Носков // Письма в Журнал Технической Физики. 2001. - Т.27, Вып.20. - С.1 - 6.

119. Дуглас, Д. Энергетическая щель в сверхпроводниках / Д.Дуглас, Л.Фаликов // Сверхпроводимость. М.: Наука, 1967. - 167 с.

120. Ландау, Л.Д. Квантовая механика / Л.Д.Ландау, Е.М.Лифшиц // М.: -Наука. 1974. 752 с.

121. Павлык, А.В. О минимуме работы выхода адсорбционной системы / А.В.Павлык // Шестая научная молодежная школа по твердотельной электронике микро- и нанотехнологии: Тез. докл., г.С.-Петерб., 8-10 нояб. 2004 г. СПб.: Изда-во СПбГЭТУ (ЛЭТИ), 2004. - С.42.

122. Давыдов, С.Ю. Теория температурной зависимости работы выхода адсорбционной системы / С.Ю. Давыдов // Физика Твердого Тела. 2003. -Т.45, Вып.5. - С.925 -928.

123. Кузьмин, М.В. Влияние температуры на электронное состояние адсорбированных пленок Eu, нанесенных на поверхность вольфрама и кремния / М.В.Кузьмин, М.А.Митцев // Письма в Журнал Технической Физики. 2001. - Т.27, Вып. 10. - С.86 -94.

124. Мигдал А.Б. Качественные методы в квантовой теории / А.Б.Мигдал.-М.: Наука, 1975. 336 с.

125. Anderson, S.G. Schottky-barrier formation and atomic mixing at Au/ZnSe(100) and Co/ZnSe(100) interfaces with Со and Au interlayers / S.G.Anderson, F.Xu, M.Vos, J.H.Weaver // Phys. Rev. B. 1989. - V.39, N.8. -P.5079 - 5090.

126. Muret, P. Unpinning of the Fermi level at erbium silicide/silicon interface / P.Muret, T.A.Nguyen Tan, N.Frangis // Phys. Rev. B. 1997. - V.56, N.15. -P.9286 - 9289.

127. Betti, M.G. Metal-induced gap states at InAs(llO) surface / M.G.Betti, G.Bertoni, V.Corrandi, V.De Renzi // Surf. Sci. 2000. - V.454-456, - P.539-542.

128. Savchenkov, A. Initial stages of Cu/Si interface formation / A.Savchenkov, P.Shukrinov, P.Mutombo, J.Slezak // Surf. Sci. 2002. - V.507-510, - P.539 - 542.

129. Nienhaus, H. Detection of chemically induced hot charge carriers with ultrathin metal film Schottky contacts / H.Nienhaus, B.Gergen, W.H.Weinberg // Surf. Sci. 2002. - V.514, N.l-3. - P.172 - 181.

130. Metal-Insulator Interfaces. Tokyo, Ohmsha Ltd, 1995. - 395 p.

131. Spicer, W.E. New and unified model for Schottky barrier and III-V insulator interface states formation / W.E.Spicer, W.Chye, P.R.Skeath, C.Y.Su // J. Vac. Sci. Technol. 1979. - V.16, N.5. - P.1422 - 1432.

132. Heine, V. Theory of surface states / V.Heine // Phys. Rev. 1965. - V.138, N.6A. - P.A1689 - A1696.

133. Ludeke, R. Derealization effects at metal-semiconductor interface / R.Ludeke, G.Jezequel, A.Taleb-Ibrahimi // Phys. Rev. Lett. 1988. - V.61, N.5. -P.601 - 604.

134. Ludeke, R. Defects and metal states: towards a perspectiv model for the Schottky barrier / R.Ludeke // Phys. Rev. B. V.40, N.3. - P. 1947 - 1949.

135. Давыдов, С.Ю. О барьере Шоттки на контакте металла с карбидом кремния / С.Ю.Давыдов, А.А.Лебедев, С.К.Тихонов // Физика и Техника Полупроводников. 1997. - Т.31, Вып.5. - С.597 - 599.

136. Давыдов, С.Ю. К расчету высоты барьера Шоттки на начальной стадии формирования контакта (карбид кремния) (субмонослойная пленка металла) / С.Ю.Давыдов, А.А.Лебедев, С.К.Тихонов // Физика и Техника Полупроводников. - 1998. - Т.32, Вып. 1. - С.68 - 71.

137. Давыдов, С.Ю. Контакт металл карбид кремния: зависимость высоты барьера Шоттки от политипа SiC / С.Ю.Давыдов, А.А.Лебедев, Ю.М.Таиров // Физика и Техника Полупроводников. - 2001. - Т.35, Вып. 12. - С. 1437 -1439.

138. Давыдов, С.Ю. Роль вакансий кремния в формировании барьеров Шоттки на контактах Ag и Аи с ЗС- и 6Н- SiC / С.Ю.Давыдов, А.АЛебедев, Ю.М.Таиров // Физика и Техника Полупроводников. 2002.- Т.36, Вып.6. -С.690 - 692.

139. Monch, W. Tight-binding model of surface donor state induced by metal adatoms on GaAs(llO) surfaces / W.Monch // Europhy. Lett. 1988. - V.7, N.3. -P.275 - 279.

140. Monch, W. Chemical trends in Schottky barriers: Charge transfer into adsorbate-induced gap states and defects / W.Monch // Phys. Rev. B. 1988. -V.37, N.12.-P. 7129-7132.

141. Давыдов, С.Ю., Тихонов C.K. О поверхностных донорных состояниях, наведенных металлическими атомами, адсорбированными на широкозонных полупроводниках / С.Ю.Давыдов, С.К.Тихонов // Физика Твердого Тела. -1995. -Т.37, Вып.9. С.2749 -2754.

142. Elsbergen, van V. Electronic properties of cesium on 6H-SiC surfaces / Elsbergen van V., T.U.Kampen, W.Monch // J. Appl. Phys. 1996. - V.79, N.l. -P.316 - 321.

143. Monch, W. Chemical trends of barrier hights in metal-semiconductor contacts: on the theory of slope parameter / W.Monch // Appl. Surf. Sci. 1996. -V.92, N.l-3. - P.367 -371.

144. Waldrop, J.R. Schottky barrier height of metal contacts to /»-type alpha 6H-SiC / J.R.Waldrop // J. Appl. Phys. 1994. - V.75, N.9. - P.4548 - 4550.

145. Андреев, A.H. Высота барьера в диодах Шоттки, сформированных на основе «-SiC-6H / А.Н.Андреев, А.А.Лебедев, М.Г.Растегаева, Ф.М.Снегов, С А.Л.ыркин, В.Е.Челноков, Л.Н.Шестопалов // Физика и Техника Полупроводников. 1995.- Т.27, Вып.З. - С. 162 - 168.

146. Бонч-Бруевич, B.JI. Калашников С.Г. Физика полупроводников / В.Л.Бонч-Бруевич, С.Г.Калашников.- М.: Наука, 1977. -672 с.

147. Бонч-Бруевич, В.Л. Сборник задач по физике полупроводников / В.Л.Бонч-Бруевич, И.П.Звягин, И.В.Карпенко. М.: Наука, 1968. - 112 с.

148. Prietsch, M. Photoemission study of alkali/GaAs(110) interfaces / M.Prietsch, M.Domke, C.Laubschat, T.Mandel, C.Xue, G.Kaindl // Z. Phys. B. 1989. - V.74, N.1.-P.21 -33.

149. Waldrop, J.R. Formation and Schottky barrier height of metal contacts to SiC / J.R.Waldrop, R.W.Grant // Appl. Phys. Lett. 1990. - V.56, N.6. - P.557 -559.

150. Waldrop, J.R. Metal Schottky barrier contacts to alpha 6H-SiC / J.R.Waldrop, R.W.Grant // J. Appl. Phys. 1992. - V.72, N.10. - P.4757 - 4760.

151. Waldrop, J.R. Schottky barrier height and interface chemistry of anneald metal contacts to alpha 6H-SiC: Crystal face dependence / J.R.Waldrop, R.W. Grant // Appl. Phys. Lett. 1993. - V.72, N.21. - P.2685 - 2687.

152. Einstein, T.L. Indirect interaction between adatoms on a tight-binding solid / T.L.Einstein, J.R.Schrieffer // Phys. Rev. B. 1973. - V.7, N.8. - P.3629 - 3648.

153. Gurney, R.W. Theory of electrical double layers in adsorbed films / R.W.Gurney // Phys. Rev. 1935. - V.47, N.6. - P.479 - 482.