Contribution a l'etude des proprietes structurales des surfaces de si(100) et ge(100) propres et recouvertes de metal alcalin (na, k), par theorie ab initio utilisant la fonctionnelle de densite avec simulation par agregat

Investigation of the structural properties of clean and alkali metal covered si(100) and ge(100) surfaces, using ab initio density functional theory with cluster simulation

• Auteur / Autrice : LAURENT SPIESS
• Direction : Patrick Soukiassian
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique
• Date : Soutenance en 1994
• Etablissement(s) : Paris 6

Résumé

Nous avons etudie les reconstructions des surfaces de si(100)2x1 et ge(100)2x1, ainsi que l'adsorption de metaux alcalins (na,k) sur ces surfaces, a l'aide d'une approche theorique ab initio utilisant la fonctionnelle de densite. Les proprietes structurales de ces surfaces et interfaces, qui ont une grande importance autant sur le plan fondamental que technologique, ont ete determinees a l'echelle atomique. Des differences importantes ont ete mise en evidence entre les surfaces propres de si(100)2x1 et ge(100)2x1, en particulier en ce qui concerne leur comportement vis-a-vis d'adsorbats et la stabilite des dimeres de surface. Notre connaissance precise de la geometrie de ces surfaces reconstruites nous a permis d'etudier rigoureusement l'adsorption de metaux alcalins, en tenant compte de la relaxation du substrat. En combinant les efforts de la presente methode de calcul et de trois techniques experimentales, nous avons presente un modele complet et coherent des proprietes structurales des interfaces na,k/si(100)2x1, jusque la tres controversees. On a montre que les atomes alcalins forment des chaines unidimensionnelles sur la surface de si(100)2x1 avec un site d'adsorption unique: le site cave. D'un autre cote, les calculs ont permis de montrer que les atomes alcalins presentent un comportement different sur la surface de ge(100)2x1. En particulier, ils induisent une relaxation importante de la surface et peuvent symetriser les dimeres. Nos resultats ont montre que des calculs ab initio rigoureux a l'echelle atomique permettaient d'approfondir notre comprehension des structures de surfaces et d'interfaces