Атомные структуры на поверхности GaAs(001), выращенной методами молекулярно-лучевой эпитаксии

Разработана уникальная установка для исследования in situ с атомным разрешением поверхности твердотельных структур, выращенных методами молекулярно-лучевой эпитаксии (МЛЭ), объединяющая в пределах единой вакуумной системы сканирующий туннельный микроскоп (СТМ) на линии с камерой МЛЭ. Возможности экспериментальной техники продемонстрированы на примере изучения атомных структур на поверхности GaAs(001), выращенной с помощью МЛЭ, в широком диапазоне отношений концентраций [As]/[Ga]. Регулируя величину As покрытия на поверхности GaAs(001), удалось детально исследовать фазы 2×4–α, β, γ, и фазу c(4×4). СТМ-изображения высокого разрешения показали, что фазы 2×4–α, β и γ в основе имеют одну и ту же единичную структуру во внешнем поверхностном слое, который состоит из двух димеров As и пары As-димерных вакансий. На основе наблюдений картин СТМ и дифракции быстрых электронов на отражение (ДБЭО), а также результатов расчетов интенсивности дифракционных рефлексов в рамках динамической теории ДБЭО проведен анализ имеющихся структурных моделей фаз 2×4 и предложена новая структурная модель обогащенной As поверхности GaAs(001), которая согласуется с большинством опубликованных экспериментальных результатов.