Gwałtowny rozwój nanoelektroniki, w szczególności dotyczący zagadnień związanych z zachowaniem się złączy metal−półprzewodnik, wymusza poszukiwanie nowych materiałów i układów o precyzyjnie określonych właściwościach. Kontrolowanie warunków wzrostu metalu na powierzchni półprzewodnika, tj. temperatury podłoża, tempa wzrostu, czy też wykorzystanie naturalnego niedopasowania sieci krystalicznych podłoża i adsorbatu, umożliwia wytwarzanie nowych struktur o określonych właściwościach elektronowych
i strukturalnych.
Charakter wzrostu indu i ołowiu na powierzchni Si(111) jest nadal przedmiotem szerokich zainteresowań, w szczególności ze względu na różnorodność obserwowanych struktur tworzących się dla tych układów, a także odkrycie samoorganizujących się metalicznych trójwymiarowych (3D) wysp wykazujących kwantowy efekt rozmiarowy w układach Pb/Si(111) i In/Pb/Si(111). Zaobserwowano ponadto, że zastosowanie dodatkowego składnika, tzw. metalicznego surfaktantu, znacząco wpływa na model wzrostu In i Pb oraz na kształt, geometrię i rozmiar nanostruktur formowanych na podłożu półprzewodnikowym.
Niniejsza dysertacja prezentuje wyniki badań nad charakterem wzrostu ultracienkich warstw indu i ołowiu na powierzchni Si(111) modyfikowanej surfaktantem (ołowiem lub indem) o różnym pokryciu w warunkach ultrawysokiej próżni oraz ich stabilności termicznej, uzyskane technikami Dyfrakcji Niskoenergetycznych Elektronów i Spektroskopii Fotoelektronów wzbudzanych Promieniami X. Wybrane zostały trzy układy:
In/Si(111)–α(√3×√3)–Pb, In/Si(111)–β(√3×√3)–Pb oraz Pb/Si(111)–(√7×√3)–In, różniące się początkową rekonstrukcją i rodzajem surfaktantu. Zaprezentowane wyniki ujawniły, że In osadzony w temperaturze pokojowej na powierzchni Si(111)–α(√3×√3)–Pb tworzy losowo rozmieszczone wyspy. Wygrzewanie układu w temperaturze 200°C indukuje ich przebudowę i jednoczesną dyfuzję atomów adsorbatu pod warstwę surfaktantu. W wyniku tego procesu formowane są warstwy mieszane (In,Pb) niewykazujące dalekozasięgowego uporządkowania. Nieuporządkowane warstwy mieszane zostały także zaobserwowane w temperaturze pokojowej dla układu In/Si(111)–β(√3×√3)–Pb. Zwiększenie temperatury próbek powyżej 200°C prowadzi do utworzenia uporządkowanych struktur zbudowanych z dwuskładnikowego stopu powierzchniowego (In,Pb). Z kolei ołów, osadzony na powierzchni Si(111)–(√7×√3)–In w temperaturze pokojowej, formuje trójwymiarowe wyspy Pb(111). Wzrost temperatury układu indukuje przebudowę powierzchni ze zmianą uporządkowania ułożenia atomów surfaktantu z (√7×√3) do (4×1), przy czym nie tworzą się struktury bimetaliczne.
Wyniki pokazują, że tworzenie się i stabilność termiczna obserwowanych struktur w układzie mieszanym (In,Pb) silnie zależy od zastosowanej ścieżki kinetycznej i temperatury wygrzewania. W szczególności uzyskane wyniki dostarczyły precyzyjnych informacji o zachowaniu się w wielowarstwowych układach złożonych samego surfaktantu. Uzyskana wiedza o wpływie wyboru rodzaju i występującym początkowym uporządkowaniu ułożenia atomów metalicznego surfaktantu na podłożu półprzewodnikowym oraz o temperaturowej ewolucji powierzchniowego uporządkowania dwuwymiarowych bimetalicznych struktur jest niezwykle ważna w opracowywaniu procesów technologicznych ich wytwarzania.
