Modification of silicon surfaces for selective adsorption

Abstract

Práce se zabývá adsorpcí ftalocyaninů na cínem a indiem pasivovaných površích křemíku Si(111) s rekonstrukcí √3 × √3 při pokojové teplotě. Pomocí skenovací tunelové mikroskopie byly získány atomárně rozlišené obrázky povrchu. Molekuly na těchto površích adsorbují zejména na křemíkových substitučních defektech. Lokální hustota stavů (LDOS) silně adsorbovaných molekul byla změřena skenovací tunelovou spektroskopií. Zkoumán byl původ rozmazaného ("fuzzy") zobrazování ftalocyaninových molekul sedících na křemíkovém substitučním dvojdefektu. Byla změřena napěťová závislost doby života dvou pozorovaných stavů, mezi kterými se přepíná "fuzzy" molekula pomocí analýzy fluktuací tunelového proudu. Diskutovali jsme, jakým způsobem ovlivňují přepínání vnější parametry měření. Přisuzujeme "fuzzy" chování molekuly adsorbované na dvojdefektu a změřené fluktuace tunelového proudu nad molekulou pohybu molekuly v potenciálové dvojjámě. Navrhli jsem dvě možnosti pohybu v dvojjámě, které nejvíce odpovídají naměřeným informacím o molekule, a jeví se nám proto jako nejpravděpodobnější.

This thesis is focused on adsorption of phthalocyanines on tin and indium passivated silicon Si(111) surfaces with the √3 × √3 reconstruction at room temperature. Scanning tunneling microscopy was used for obtaining atomically resolved surface images. Molecules on these surfaces predominantly adsorb on Si-substitutional defects. Local density of states (LDOS) of strongly adsorbed molecules was obtained by scanning tunneling spectroscopy. The origin of fuzzy imaging of molecules sitting on Si-substitutional double defects was probed. Voltage dependence of mean lifetime of two observed states, between which the "fuzzy" molecule is switching, was measured by analysis of tunneling current fluctuations. We discussed the influence of external parameters on the switching between the two states. We attribute the fuzzy behaviour of the molecule and resulting tunneling current fluctuations to the motion of the molecule in a double-well potential and propose two most likely kinds of the motion which most closely agree with the obtained data.