PbTe (111)薄膜的分子束外延生长及其表面结构特性

引用本文: 吴海飞, 陈耀, 徐珊瑚, 鄢永红, 斯剑霄, 谭永胜. PbTe (111)薄膜的分子束外延生长及其表面结构特性[J]. 物理化学学报, 2017, 33(2): 419-425. doi: 10.3866/PKU.WHXB201610192 shu

Citation: WU Hai-Fei, CHEN Yao, XU Shan-Hu, YAN Yong-Hong, SI Jian-Xiao, TAN Yong-Sheng. Molecular Beam Epitaxy Growth and Surface Structural Characteristics of PbTe(111) Thin Film[J]. Acta Physico-Chimica Sinica, 2017, 33(2): 419-425. doi: 10.3866/PKU.WHXB201610192 shu

PbTe (111)薄膜的分子束外延生长及其表面结构特性

吴海飞 ^1, ,
陈耀 ^1, ,
徐珊瑚 ^1, ,
鄢永红 ^1, ,
斯剑霄 ^2, ,
谭永胜 ^1,

1.
绍兴文理学院物理系, 浙江绍兴 312000;
2.
浙江师范大学数理与信息工程学院, 浙江金华 312004
基金项目:
国家自然科学基金（51202149，51302248，11575116，61405118）资助项目

摘要: 采用分子束外延（MBE）方法在BaF₂（111）衬底上直接外延生长了PbTe薄膜。反射高能电子衍射（RHEED）实时监控的衍射图样揭示了PbTe在BaF₂（111）表面由三维生长向二维生长的变化过程。转动对称性的研究结合第一性原理密度泛函理论（DFT）的计算揭示了在富Pb及衬底温度（T_sub）为350℃的生长条件下，得到的PbTe（111）薄膜具有稳定的（2×1）重构表面。PbTe（111）-（2×1）表面覆盖Te膜后，通过300℃的退火处理，重构表面可完全复原，这为大气环境下PbTe薄膜表面结构的保护提供了有效的方法。

关键词:

表面重构
/ DFT
/ RHEED
/ 转动对称性
/ PbTe薄膜

English

Molecular Beam Epitaxy Growth and Surface Structural Characteristics of PbTe(111) Thin Film

1.
Department of Physics, Shaoxing University, Shaoxing 312000, Zhejiang Province, P. R. China;
2.
College of Mathematics, Physics and Information Engineering, Zhejiang Normal University, Jinhua 312004, Zhejiang Province, P. R. China
Received Date: 09 August 2016
Revised Date: 18 October 2016
Fund Project:
The project was supported by the National Natural Science Foundation of China (51202149, 51302248, 11575116, 61405118).

Abstract: PbTe thin films were epitaxially grown on BaF₂(111) substrate using molecular beam epitaxy (MBE). In situ characterization by reflection high energy electron diffraction (RHEED) revealed a transition of the growth mode from 3D to 2D. Rotational symmetry studies combined with first principles density functional theory (DFT) calculations revealed that under Pb-rich and 350℃ substrate temperature (T_sub) growth conditions, stable (2×1) reconstructions appear on the PbTe(111) surface. When the surface of PbTe(111)-(2×1) was covered with Te, the stable (2×1) reconstructions could be retrieved under 300℃ annealing. This provides an effective method for the protection of PbTe film surfaces from the atmospheric environment.

Key words:

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