Electronic band structure of stepped Si(100) and water-stepped Si(100) systems
Tezin Türü: Doktora
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Orta Doğu Teknik Üniversitesi, Fen Edebiyat Fakültesi, Fizik Bölümü, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2000
Tezin Dili: İngilizce
Öğrenci: SALMAN SAED A.
Danışman: ŞENAY KATIRCIOĞLU
Özet:öz BASAMAKLI Si(lOO) VE SU-BASAMAKLI Si(100) SİSTEMLERİNİN ELEKTRONİK BAND YAPILARI Salman, Saed Amin. Doktora, Fizik Bölümü Tez Yöneticisi Prof. Dr. Şenay Katircioğlu Ortak Tez Yöneticisi Prof. Dr. Şakir Erkoç Haziran 2000, 108 sayfa. Bu çalışmada, suyun SA, DA ve Db tipi basamaklı Si(100) yüzeylerine (Chadi'nin basamaklı yüzeyleri) uygun yapışma şeklini bulmak için suyun mümkün olan yapışma modelleri incelenmiştir. Suyun iki çeşit yapışma modeli düşünülmüştür; birinci modelde su H ve OH moleküllerine ayrılarak, ikinci modelde H2O molekülü olarak yapışır. Su (molekül halinde veya ayrışarak)- SA, DA ve Db tipi basamaklı Si(100) sistemlerinin elektronik band hesaplamaları, dış güdümlü sıkı bağ yöntemiyle (ETB) yapılmıştır. Elde edilen toplam durum yoğunluğu hesaplamaları, suyun, H ve OH moleküllerine ayrışarak SA, DA ve DB tipi basamaklı Si(100) yüzeylerine yapıştığını göstermiştir. Bu çalışmada ayrıca, ideal Si(100) yüzeyinden elde edilen tek ve çift basamaklı Si(100) yüzeyleri, Moleküler Dinamik (MD) yöntemiyle dengeye getirilerek, yenidengeye gelmiş tek ve çift basamaklı Si(lOO) yüzeyleri oluşturulmuştur. Basamaklı bu yüzeylerin dengeye gelmeleri, çalışılan hücre boyutuna ve ısı uygulama şekline bağlı olarak incelenmiştir. Her iki basamaklı Si(100) yüzeylerinde, sürekli MD uygulamasının, düzgün dengeye gelmiş bir yüzey vereceği bulunmuştur. Çalışılan hücre boyutuna bağlı dengeye olma, sadece tek basamaklı Si(100) yüzeylerinde bulunmuştur. Yapılan toplam potansiyel enerji hesaplamaları çift basamaklı Si(100) yüzeyinin, tek basamaklı Si(100) yüzeyine göre daha kararlı olduğunu göstermiştir. Yapılan ETB hesaplamaları, tek basamaklı Si(100) yüzeyinin elektronik band yapısının SA (veya SB) tipi basamaklı Si(100) yüzeyininki ile, çift basamaklı Si(100) yüzeyinin elektronik band yapısının ise DA tipi Si(100) yüzeyininki ile benzer olduğunu göstermiştir. Bu çalışmada ayrıca Sa, Da ve DB tipi basamaklı Si(100) yüzeylerinin hidrojenlenmesi ve oksijenlenmesinin başlangıcı incelenmiştir; ETB metodu ile toplam elektronik enerji hesaplanarak hidrojen ve oksijenlerin yapışma olasılığı en yüksek yerleri bulunmuştur. Toplam elektronik enerji değerlerine göre, basamaklı Si(100) yüzeylerinin oksijenlenmesinin başlangıç aşamasında oksijen atomları basamak bölgesi etrafındaki Si atomlarına bağlanırken, hidrojenlenmenin başlangıç aşamasında hidrojen atomları basamak bölgesine komşu alt basamak bölgesindeki Si atomlarına bağlanır. Anahtar kelimeler: Dış güdümlü sıkı bağ yöntemi (ETB), Moleküler Dinamik (MD) metodu, basamaklı Si(100) yüzeyi, ideal Si(100) yüzeyi, yapışma, toplam durum yoğunluğu, yerel durum yoğunluğu, molekül halinde yapışma, çözülen türde yapışma, Lennad Jones- Axillord Tiller potensiyeli, potensiyel enerji fonksiyonu (PEF), toplam elektronik enerji. VI