金刚石(001)表面的台阶结构研究获新发现
物理所杨洪新以及徐力方、方忠、顾长志研究员与美国伦斯勤理工学院的张绳百教授合作，用第一原理深入地研究了清洁的金刚石(001)表面的台阶结构，通过计算台阶形成能，发现台阶结构比2 ×1再构的平面更稳定。进一步研究发现，半导体表面一个最普遍存在的现象是发生晶格再构，它导致了表面具有各种不同于体内的物理性质。正是由于表面再构在基础和应用研究方面具有的重要性，几十年来人们做了大量的工作。能否提出一个简单的理论，从而在研究一些典型的半导体表面再构时给出一定的规律，这是人们长期追求的目标。基于此，他们对碳元素提出了一个用来探索其再构的计键规则 (Bond-Counting Rule)，并且应用于金刚石(001)台阶面的再构，与计算结果无一例外的一致。更深入的分析发现，稳定的台阶结构所引起的扭曲σ键比平面2 ×1再构要少，因而导致其更稳定。这项新的工作发现了金刚石(001)表面台阶化的本质，计算结果和目前国外其它小组STM观测的实验结果完全一致，指出了金刚石与硅表面台阶化的根本不同，深入认识了金刚石表面台阶的性质，为利用金刚石表面制作各种高可靠性器件奠定了基础。相关结果发表在2008年1月14日出版的Phys. Rev. Lett.上。页:
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