Cluster Formation on Semiconductor surface and Statistics

Year 2017, Volume: 38 Issue: 2, 234 - 244, 24.04.2017

Mehmet Esen

https://doi.org/10.17776/cumuscij.298272

Abstract

In the present study semiconductor
surfaces are grown by Monte Carlo technique where particle flux coming to the
surface is stopped after the particle coverage of the surface has reached a
predetermined value and thereafter the simulation is continued untill the
surface reached its equilibrium shape. Then the statistical distribution of
monolayer clusters is examined. The study is carried out for different growth temperatures,
different particle flux values to the surface and different coverage values and
their effect on the statistics of clusters is investigated. Furthermore the
relation between the energy parameters of the problem and cluster formation and
their statistics are studied. In this study 60, 80, 100 and 130 K temperature
values are used. The simulation area is chosen as a 200x200 square grid. When
the coverage reached a value of 5%, %10 and 15%, the growth is stopped and the
surface is allowed to equilibrate. When the statistical distribution of
clusters is investigated, it is observed that the distribution is affected by
temperature, particle flux to the surface and the coverage of the surface.

Keywords

Monte Carlo, Flux, Growth, Cluster, Statistics

Yarıiletken Yüzeylerde Öbek Oluşumu ve İstatistiği

Abstract

Çalışmada
yarıiletken yüzeyler Monte Carlo yöntemi ile büyütülmüş, belirli bir kaplama
oranına eriştikten sonra yüzeye gelen parçacık akısı durdurularak yüzeyin denge
şekline ulaşması beklenmiştir. Daha sonra yüzey üzerinde oluşan bir atom
yüksekliğindeki öbeklerin istatistiki dağılımı incelenmiştir. Çalışma farklı
sıcaklıklar, farklı akı değerleri ve farklı kaplama oranları için tekrarlanmış,
bunların öbek istatistiği üzerindeki etkisi araştırılmıştır. Ayrıca öbek
oluşumu ve bunların istatistiği ile problemin enerji parametreleri arasındaki bağlantıları
araştırılmıştır.  Çalışmada 60, 80, 100,
130K sıcaklık değerleri kullanılmıştır. Simülasyon yüzeyi olarak 200x200
atomdan oluşan kare bir örgü seçilmiştir. Yüzey kaplama oranı %5, %10 ve %15
değerlerine ulaşıldığında büyütme durdurulmuş ve dengeye ulaşması beklenmiştir.
Yüzeyde oluşan öbeklerin istatistikleri incelendiğinde yüzey sıcaklığı, akı ve
kaplama oranının öbeklerin istatistiklerini etkiledikleri görülmüştür.

Keywords

Monte Carlo, Akı, Büyütme, Öbek, İstatistik

References

• [1] Ya.E.Geguzin,N.N.Ovcharenko,SovietPhysics-Crystallography6(1961)75.
• [2] C. Ratsh,A.Zangwill,AppliedPhysicsLetters58(1991)403.
• [3] M. Ozdemir,A.Zangwill,JournalofVacuumScienceandTechnologyA10 (1992)684.
• [4] R.P.Mirin,I.-H.Tan,T.Weman,M.Leonard,T.Yasuda,J.E.Bowers,E.L.Hu, Journal ofVacuumScienceandTechnologyA10(1992)697.
• [5] N. Haider,M.R.Wilby,D.D.Vvedensky,AppliedPhysicsLetters62(1993)3108.
• [6] M. Ohtsuka,A.Suzuki,JournalofAppliedPhysics73(1993)7358.
• [7] D. Scheiner,Y.Hanein,M.Heiblum,SemiconductorScienceandTechnology12 (1997)1046.
• [8] Noh J D, Lee H K and Park H 2011 Phys. Rev. E 84 010101
• [9] Lv J P, Yang X and Deng Y 2012 , Phys.Rev. E 86 022105
• [10] K.A. Fichthorn, W.H. Weinberg, Journal of Chemical Physics 95 (1991) 1090.
• [11] G. Ehrlich, F.G. Hudda, Journal of Chemical Physics 44 (1966) 1039.
• [12] R.L. Schwoebel, E.J. Shipsey, Journal of Applied Physics 37 (1966) 3682.
• [13] M. Esen, A.T. Tuzemen, M. Ozdemir, European Physical Journal B 85 (2012) 117.
• [14] M. Esen, A.T. Tüzemen, M. Ozdemir,Chinese Physics B, 25,1 (2016),013601