New Physics: Sae Mulli, DOI: 10.3938/NPSM.62.1192

Vol. 62, No. 11, November 2012, pp. 1192∼1195

New Physics: Sae Mulli, DOI: 10.3938/NPSM.62.1192

Dissociation and Preferential Adsorption of CaF ₂ on Si(114)-2×1

Hidong Kim · Otgonbayar Dugerjav · Jae M. Seo*

Department of Physics and Institute of Photonics and Information Technology, Chonbuk National University, Jeonju 561-756, Korea

(Received 28 September 2012 : revised 12 October 2012 : accepted 26 October 2012)

Using scanning tunneling microscopy, a CaF

2

molecule on Si(114)-2×1 held at 500

^◦

C has been found to dissociate to Ca and F atoms during the initial adsorption stage. The Ca atoms form isolated silicide molecules while the F atoms are desorbed from the surface. For CaF

2

coverages up to 0.1 nm in addition to these silicide molecules, a one-dimensional facet composed of CaF(113) and Si(115) planes is formed adjacent to etch pits induced by F atoms. These results imply that F atoms act as an etchant on Si(114) and that CaF is adsorbed selectively on the (113) plane.

PACS numbers: 68.55.J-, 68.35.bg, 73.20.-r, 68.37.Ef

Keywords: Si(114), CaF

2

, CaF, Ca silicide, Nanofacet, STM, PES

Si(114)-2×1 ƒ »ì Å; c" e CaF ² 8 ý A 0P Ñ ÷  Ò Åy œ X ì Ä ÿ  Y c l



™ »r ) ò 6 B · Otgonbayar Dugerjav · " k< ' å  ^∗

„

 · ¡ ¤ @ /† < Ɠ § Ó ü t o † < Æõ  x 9  F  g„   & ñ ˜ Ðl Õ ü tƒ  ½ ¨™ è, „  Å Ò 561-756

(2012¸   9 Z 4 28{ 9  ~ à Î6 £ §, 2012¸   10 Z 4 12{ 9  à º& ñ ‘ : r ~ à Î6 £ §, 2012¸   10 Z 4 26{ 9  > F  S X ‰& ñ )

\ P  ) a Si(114)-2×1 l ó ø Í 0 A\  CaF

²

\  ¦ f  ¨ ‚ à Ìr ~  ´  â Ä º œ íl  é ß –> \ " f  H K o ÷ &# Q F  H ³ ð€  \ " f » 1 Ï

‚ Ã

Ì “ ¦ Ca " é ¶  ë ß – ³ ð€  _  Siõ  ì ø Í6 £ x # Œ “ ¦w n  ) a z  ´o  s × ¼ ì  r  \  ¦ ë ß –× ¼  H  כ `  ¦ Å Ò  ' V , a A ‰ & ³p  â

` 

¦ s 6   x # Œ œ í“ ¦”  / B N \ " f › ' a ¹ 1 Ï % i  . CaF

2

_  7 £ x ‚ à Ì| ¾ Ós  0.1 nm\  s Ø Ô€   s [ þ t Ca z  ´o  s × ¼ ì 

r   ü @\ • ¸ F\  _  # Œ \ g As  { 9 # Q
 l ó ø Ís   s “ ¦ Õ ª Å Ò0 A\  CaF(113) €  õ  Si(115) €  Ü ¼– Ð s  À

Ò# Q”   { 9  " é ¶
” ¸ J d ± s  + þ A$ í  ) a    H  z  ´`  ¦ S X ‰ “   % i  .   õ & h Ü ¼– Ð Si(114) 0 A\ " f  H CaF

2

8 £ x s 

 CaF 8 £ x s  f ” ] X & h Ü ¼– Ð + þ A$ í ÷ &t  3 l w “ ¦ (113) €  s  + þ A$ í  ) a  6 £ § \   CaF 8 £ x s  Õ ª 0 A\  $ í  © œ H † d`  ¦

‘ :

r ƒ  ½ ¨\  ¦ : Ÿ x # Œ ½ ©" î % i  .

PACS numbers: 68.55.J-, 68.35.bg, 73.20.-r, 68.37.Ef

Keywords: Si(114), CaF

2

, CaF, Ca z  ´o  s × ¼,
” ¸J d ± , STM

I. " e  ] Ø

/ B

N Ä »   ½ + Ë`  ¦ “ ¦ { ç ß –  s  1.1 eV– Ð ì ø ͕ ¸^ ‰“   Siõ  s 

“

: r   ½ + Ë`  ¦ “ ¦ { ç ß –  s  12.1 eV– Ð ] X ƒ  ^ ‰“   CaF

2

  H — ¸

¿

º €  d ” { 9 ~ ½ Ó½ ¨› ¸\  ¦ ° ú “ ¦ e ” “ ¦, Õ ª      © œÃ º z  ´“ : r \ " f

∗

E-mail: [email protected]

y

Œ

•y Œ • 0.5431 nmü < 0.5462 nms # Q" f 0.6%_  s  e ”   [1]. Õ ª QÙ ¼– Ð Si 0 A\  · û ª“ É r CaF

2

} Œ •`  ¦ & h 8 £ x$ í  © œr &  € ª œ

| 9

_  ] X ƒ  } Œ •`  ¦ + þ A$ í ½ + É 0 p x$ í s  e ” # Q" f, Si`  ¦ l ì ø ÍÜ ¼– Ð

  H / B N" î ' V , a A  s š ¸× ¼ 1 p x _  D h– Ðî  r „    ™ è _  l 

‘

: r Ó ü t| 9 – Ð Å Ò3 l q ~ à Γ ¦ e ”   [2].

‰

&

³F  t _  ƒ  ½ ¨\  ¦ : Ÿ x # Œ Si(111) €   0 A\ " f  H

CaF

2

  H > €  \ " f CaF– Ð K o ÷ &# Q Si(111) ³ ð€   0 A\ " f

1192

Dissociation and Preferential Adsorption of CaF

2

on Si(114)-2×1 – Hidong Kim et al. 1193

1×1 Å Òl \  ¦ t   H € ª œ| 9 _  CaF > €  8 £ x`  ¦ ô  Ç 8 £ x + þ A$ í ô  Ç



6 £ § CaF

2

€ 9 2 £ § Ü ¼– Ð 8 £ x8 £ x s  $ í  © œô  Ç   H  z  ´s  ˜ Г ¦÷ &

#

Q e ”   [3,4]. Õ ª\  ì ø Í # Œ Si(001) €   0 A\ " f  H Ä º‚   ç  H { 9

ô  Ç Ca z  ´o  s × ¼ 8 £ x`  ¦ + þ A$ í ô  Ç  6 £ §
” ¸p '  ß ¼l _ 



-q \  ¦ t “ ¦ (111) €  Ü ¼– Ð s À Ò# Q”   { 9  " é ¶ ‚  [ þ t – Ð $ í



© œô  Ç “ ¦ ˜ Г ¦÷ &% 3   [5–7]. Õ ªo “ ¦ Si(110) €   0 A\ " f• ¸

%

i r  (111) €  Ü ¼– Ð s À Ò# Q”   { 9  " é ¶ ‚  [ þ t – Ð $ í  © œ  ) a  “ ¦

˜

Г ¦÷ &“ ¦ e ”   [8]. s X O >  CaF

2

(111) €  s  / B N: Ÿ x& h Ü ¼– Ð

 
  H  כ “ É r s  €  s  \  -t   © œ ± ú “ ¦ CaF

2

(001)

€

 s 
 CaF

²

(110) €  “ É r \  -t   © œ@ /& h Ü ¼– Ð Z  } l  M :ë  H s

  [5]. ô  Ǽ # , î ß –& ñ  ) a “ ¦x 9  Qt à º €  [ þ t ×  æ _  
“   Si(5 5 12) €  “ É r 1 " é ¶ @ /g A$ í `  ¦ t “ ¦ é ß –{ 9  ½ ¨% i Ü ¼– Ð F ½ ¨› ¸

÷

&# Q s  0 A\  CaF

²

\  ¦ 7 £ x ‚ Ã Ì €  , \  -t  ± ú “ É r CaF(111)

€

 õ  † < Êa  CaF(113) €  Ü ¼– Ð s À Ò# Q”  
” ¸ J d ± s  Si(5 5 12)-2×1 _  “ ¦Ä » Å Òl “   5.35 nm ç ß –  Ü ¼– Ð { 9 & ñ >  + þ A

$ í

 ) a    H r z  ´s  þ j   H ˜ Г ¦÷ &% 3   [9]. s   H CaF(113) €  

•

¸ CaF(111) €  ë ß –
p u \  -t  ± ú    H  z  ´`  ¦ ´ ú ˜K  ï  r  .

¢

¸ 
_  î ß –& ñ  ) a “ ¦x 9  Qt à º €  [ þ t ×  æ _  
“   Si(114)

€

 • ¸ 1 " é ¶ @ /g A$ í `  ¦ t “ ¦ é ß –{ 9  ½ ¨% i Ü ¼– Ð F ½ ¨› ¸÷ & 9, s

 ³ ð€  “ É r s ×  æ8 £ x(double-layer) Û ¼9 \ œ`  ¦ ”   (001) €  Ü ¼

–

Ð Ò q ty Œ •½ + É Ã º e ” “ ¦  © œ@ /& h Ü ¼– Ð Si(5 5 12) €  ˜ Ð  é ß –í  H 



 [10]. F ½ ¨› ¸  ) a Si(114)-2×1“ É r 1.63 nm _  Å Òl \  ¦ t 

“

¦ e ” l  M :ë  H \  { 9  " é ¶
” ¸ ½ ¨› ¸^ ‰ $ í  © œ\ " f î ß –& ñ  ) a + þ A ó

ø ÍÜ ¼– Ð  6   x| ¨ c 0 p x$ í `  ¦ ° ú “ ¦ e ” # Q ´ ú §“ É r ƒ  ½ ¨ ”  ' Ÿ ÷ &

“

¦ e ”   [11].

‘

: r ƒ  ½ ¨\ " f  H Si l ó ø Í 0 A\  CaF

²

_    & ñ $ í ~ à Ì} Œ • $ í  © œ

\

 @ /ô  Ç t F K  t _    õ \  ¦  „ ½ ÓÜ ¼– Ð Si(114)-2×1 0 A\ 

"

f CaF

²

_  K o ü < ‚  × þ ˜& h  f  ¨ ‚ Ã Ì # ŒÂ Ò\  ¦ Å Ò  ' V , a A ‰ & ³ p

 â (scanning tunneling microscopy: STM)`  ¦ s 6   x # Œ µ

1 ß) €? /“ ¦  ô  Ç .

II. ÷ m Ç ] M ö

– Ð 8.0 mm, [ j– Ð 3.0 mm, ¿ ºa  1.0 mm _  n+ þ A Si(114) l ó ø Í`  ¦ r « Ñ f . Ë  8\   © œ‚ Ã Ì # Œ l ‘ : r · ú š§ 4 s  9.8

× 10

⁻¹¹

Torr“   œ í“ ¦”  / B N(ultrahigh vacuum: UHV) 6   x l

– Ð `  …|    6 £ §, l ó ø Í\  „  À Ó\  ¦ f ” ] X  f  Ë  9 l ó ø Í “ : r • ¸\  ¦ 650

^◦

C – Ð Ä »t ô  Ç G , À Ò 1 l x î ß – \ P  # Œ r « Ñü < f . Ë  8

\

  ҂ Ã Ì  ) a f  ¨ ‚ Ã Ì Ó ü t| 9 `  ¦ ] j    H \ V\ P % ƒo \  ¦ % i  . s  l

ó ø Í`  ¦ 1150

^◦

C  t  \ P  # Œ í ß – o} Œ •`  ¦ ] j  “ ¦, 900

◦

C  Ò'  ì  r { © œ 10

^◦

Cm ”  z  ´“ : r  t  …  ;…  ;y  d ” y # Q ³ ð€   F 

½

¨› ¸\  ¦ : Ÿ x # Œ L :  F M ô  Ç Si(114)-2×1`  ¦ % 3 % 3  . s  l ó ø Í`  ¦ 500

^◦

C – Ð Ä »t ô  Ç G , „  À Ó\  ¦ : Ÿ x K  \ P ô  Ç Ta ˜ Ðà Ԗ ÐÂ Ò '

 CaF

2

\  ¦ 0.01 nm/ì  r _  5 Å q • ¸– Ð 7 £ x ‚ Ã Ì % i  . ‘ : r z  ´+ « >_ 

Fig. 1. (Color online) Isolated Ca silicide molecules formed on Si(114)-2×1. (a) Filled-state and (b) empty- state STM images obtained from the 0.005-nm CaF

2

de- posited Si(114)-2×1 held at 500

^◦

C. R: rebonded-atom row, T: tetramer row, D: dimer row. A blue (red) rect- angle denotes a Ca silicide molecule of type A (B).

“

: r • ¸  H F  g † < Æ  s – Ðp ' – Ð 8 £ ¤& ñ % i  . STM % ò  © œ[ þ t“ É r '

V , a A „  À Ó\  ¦ 0.5 nA – Ð Ä »t ô  Ç { 9 & ñ „  À Ó ~ ½ Ód ” Ü ¼– Ð % 3 

“

¦, STM % ò  © œ á Ԗ ÐÕ ªÏ þ ›“   WSxM`  ¦ s 6   x # Œ % ƒo  % i 



 [12].

III. + s ÇÊ Ý õ m Í À X Ø8 ý

Si(114) l ó ø Í`  ¦ 500

^◦

C – Ð Ä »t ô  Ç G  CaF

²

\  ¦ 0.005 nm 7

£

x ‚ Ã Ì “ ¦ 1 l x{ 9  % ò % i \ " f ½ ¨ô  Ç STM % ò  © œ`  ¦ Fig. 1 \ 

˜

Ð# Œ Šғ ¦ e ”  . s  % ò  © œ\ " f CaF

2

 f  ¨ ‚ à Ì÷ &t  · ú §“ É r Si(114) ³ ð€  _  F ½ ¨› ¸  ) a  Òì  r \ " f  H [ j 7 á x À Ó_  [1¯10] ~ ½ Ó

†

¾ Ó_  1 " é ¶ ½ ¨› ¸“  , F   ½ + Ë" é ¶  (rebonded atom: R) ×  ¦,



½ + Ë^ ‰(tetramer: T)×  ¦, s ½ + Ë^ ‰(dimer: D) ×  ¦ 1 p x s  [22¯1]

~

½ ӆ ¾ ÓÜ ¼– Ð í  H " f@ /– Ð ì ø Í4 Ÿ ¤ ÷ &  H  כ `  ¦ ^  ¦ à º e ”   [10]. Õ ª o

“ ¦ CaF

2

f  ¨ ‚ Ã Ì   õ – Ð, r « Ñ  s # QÛ ¼ „  · ú š -1.2 V\ " f

% 3

“ É r ð ø Í  © œI (filled-state) % ò  © œ“   Fig. 1(a)\ " f, Si(114)- 2×1 ³ ð€  _  Tü < D 0 A\  1 l x{ 9  >  µ 1 ߓ É r [  tØ  ¦  Ò ˜ Г  



. Õ ª  X < r « Ñ  s # QÛ ¼ „  · ú š +1.2 V\ " f ½ ¨ô  Ç ‘    © œ I

(empty-state) % ò  © œ“   Fig. 1(b)\ " f  H s [ þ t s  ¸ ú ˜ ˜ Ð s

t  · ú §  H  . t ë ß –,  s # QÛ ¼ „  · ú š`  ¦ +1.6 V s  © œÜ ¼

–

Ð Z  }“   ‘    © œI  % ò  © œ\ " f  H s [ þ t s  ¸ ú ˜ ˜ Ð% i  . s  כ “ É r Si(001) 0 A\  Ca z  ´o  s × ¼ + þ A$ í | ¨ c M :ü < 1 l x{ 9 ô  Ç ‰ & ³ © œ Ü

¼– Ð, Tü < D 0 A\  Cas  · ú ¦  Tü < D_  Siõ   o† < Æ& h    

½

+ Ë`  ¦ ½ + É M : ˜ Ð# Œ Šҍ  H   õ s   [5,13]. s ½ + Ë^ ‰ë ß –Ü ¼– Ð s  À

Ò# Q”   Si(001) 0 A\ " f  H 2×n(n = 3, 4, 5) _  ç  H{ 9 ô  Ç z  ´ o

 s × ¼ 8 £ x s  + þ A$ í ÷ &  H X < ì ø ÍK  [13], Si(114) 0 A\ " f  H Fig. 1 \ " f ˜ Ð# Œ Å Ò1 p w s   ê ø Í f ”  y Œ •+ þ Aõ  À 1 Ïç ß – f ”  y Œ •+ þ A _

, A + þ A(type A)õ  B + þ A(type B), ¿ º t  “ ¦w n  ) a z  ´o 



s × ¼ ì  r   + þ A$ í ÷ &  H  כ `  ¦ · ú ˜ à º e ”  . Fig. 1(a)\ " f ô

 Ç Š © œ_  µ 1 Ï ² D G ° ú  s  ˜ Ðs   H A + þ A“ É r 2 > h_  Cas  T 0 A\ 

1194 New Physics: Sae Mulli, Vol. 62, No. 11, November 2012

Fig. 2. (Color online) CaF-decorated nanofacet formed on Si(114)-2×1. (a) Filled-state and (b) empty-state STM images obtained from 0.1-nm CaF

2

deposited Si(114)-2×1 held at 500

^◦

C. R: rebonded-atom row, T:

tetramer row, and D: dimer row. A blue (red) rectangle denotes a molecule of type A (B). (c) Line profile along the white arrow in (a), which denotes that the nanofacet is composed of (115) and (113) planes.



o  ¸ ú š“ ¦, 2 > h_  Cas  D 0 A\   o  ¸ ú š  + þ A$ í  ) a  כ s 

“

¦, Fig. 1(a)\ " f
q % ƒ! 3  ˜ Ðs   H B + þ A“ É r, Fig. 1(b) \ 

"

f î  r X < W 1 > h_  & h ë ß – µ 1 ß>  ˜ Ðs   H  כ Ü ¼– Ð p À Ò# Q, A + þ

A_  µ 1 Ï ² D G — ¸€ ª œs  [1¯10] ~ ½ ӆ ¾ ÓÜ ¼– Ð  s  Z O # Qt €  " f î

ß –\  Sis  F C u ÷ &€  " f Ò q t|    כ Ü ¼– Ð ˜ Ðs   H X <, s  ¿ º  t

 + þ AI  — ¸¿ º [22¯1] ~ ½ ӆ ¾ Ó\  @ /K " f  Ö  ¦ @ /g A$ í `  ¦ t “ ¦ e ”

 . s  M : F " é ¶    H STM % ò  © œ\ " f „  ) € ˜ Ðs t  · ú §  H

 כ

Ü ¼– Ð ˜ Ð , — ¸¿ º ³ ð€  \ " f » 1 ς à Ìô  Ç  כ Ü ¼– Ð ˜ Г   . s  כ

“

É r 700

^◦

C s  © œ_  Si(001) ³ ð€  \  CaF

2

\  ¦ 7 £ x ‚ à ̽ + É M : { 9 

#

Q
  H ‰ & ³ © œs   [5,6]. t ë ß –, Si(114) 0 A\ " f  H 500

^◦

C



  H q “ §& h  ± ú “ É r “ : r • ¸\ " f s  ‰ & ³ © œs  { 9 # Q
  H  כ Ü ¼– Ð

˜

Ð , CaF(114)
 CaF

²

(114) _  \  -t   © œ@ /& h Ü ¼– Ð Z  }



" f, Si(114) €   0 A\ " f  H CaF
 CaF

2

 f ” ] X  $ í  © œ`  ¦ 3

l

w ô  Ç   H  z  ´`  ¦ ´ ú ˜K  ï  r  . 7 £ ¤, œ íl \   H CaF

2

 Caü <

F + þ AI – Ð K o ÷ &# Q Ca“ É r z Œ ™  z  ´o  s × ¼\  ¦ + þ A$ í “ ¦, F  H F

2

+ þ AI – Ð ¢ - a# 4 y  » 1 ς Ã Ì H † d`  ¦ > p w ô  Ç .



8 ´ ú §“ É r CaF

2

7 £ x ‚ à Ì| ¾ Ó\  @ / # Œ f  ¨ ‚ à Ì © œI \  ¦ · ú ˜l  0 A

# Œ Si(114)-2×1 l ó ø Í`  ¦ 500

^◦

C – Ð Ä »t ô  Ç G – Ð CaF

2

\  ¦ 0.1 nm 7 £ x ‚ Ã Ì “ ¦ 1 l x{ 9  ½ ¨% i Ü ¼– РÒ'  ð ø Í  © œI ü < ‘    © œI  _

 STM % ò  © œ`  ¦ ½ ¨ # Œ Fig. 2(a)ü < Fig. 2(b)\ " f ˜ Ð# Œ Å

ғ ¦ e ”  , s [ þ t % ò  © œ\ " f ˜ Ѐ   _ … Û ¼˜ Ð  · û  “ É r à ÔE $ ™u 

\ P

\  é  H ü s  + þ A$ í ÷ &“ ¦ [1¯10] ~ ½ ӆ ¾ ÓÜ ¼– Ð
” ¸ J d ± s  + þ A$ í

÷

&# Q e ” 6 £ §`  ¦ · ú ˜ à º e ”  . s 
” ¸ J d ± _  + þ A$ í \  F_  \  g A ´ òõ  • ¸¹ ¡ §`  ¦ ï  r  כ s   [5]. 7 £ ¤, F _  • ¸¹ ¡ §`  ¦ ~ à Î 

"

f " é ¶ A  à ÔE $ ™u \  ” > r F  ~   Si " é ¶  [ þ t s 
” ¸ J d ± _  ˜ Ð



 \  -t  ± ú “ É r €  Ü ¼– Ð s 1 l x K  ç ß –  כ s  . s 
” ¸ J  d ±

s  # Q‹ "  €  Ü ¼– Ð s À Ò# Q4 R e ”   H \  ¦ · ú ˜l  0 A # Œ Fig.

2(a) _  ¸ Ï ŠÒ  o  o¶ ú ˜³ ð\  ¦     “   á Ԗ Ð { 9 `  ¦ # Œ Fig.

2(c) \ " f ˜ Ð# Œ Šғ ¦ e ”  . s – РÒ'  (114) €  \  @ /ô  Ç  © œ

@

/& h  y Œ •• ¸\  ¦ 8 £ ¤& ñ # Œ, (114) €  õ  −3.8

^◦

\  ¦ s À ҍ  H €  “ É r (115) s “ ¦, (114) €  õ  +4.6

^◦

\  ¦ s À ҍ  H q “ §& h  V , “ É r š ¸ É r A

á

¤ €  “ É r (113)e ” `  ¦ S X ‰ “   % i   [14]. s ü @\ • ¸ (114) _ …



Û ¼ 0 A\  Fig. 1\ " f ‘ : r  כ õ  ° ú  “ É r “ ¦w n  ) a A + þ Aõ  B + þ A _

 Ca z  ´o  s × ¼ ì  r  [ þ t`  ¦ µ 1 Ï| ½ + É Ã º e ”  . # Œl " f  H



s # QÛ ¼ „  · ú šs  –0.8 Vü < +0.8 V– Ð Fig. 1\  q K " f ] X  Î .

° ú כÜ ¼– Ð 0.4 V ± ú l  M :ë  H \  B + þ A î  r X < µ 1 ߓ É r W 1 & h s  Å

Ò0 A\  q K " f  s `›   Ì º§  >  ˜ Г   . s  כ Ü ¼– Ð p À Ò# Q, s

 W 1 & h “ É r Ca s   m   Sie ” `  ¦ · ú ˜ à º e ”  . Õ ªo “ ¦ (115)

€

 “ É r ð ø Í  © œI  STM % ò  © œ“   Fig. 2(a)ü < ‘    © œI  STM % ò



© œ“   Fig. 2(b) — ¸¿ º\ " f µ 1 ß>  ˜ Ðs  9 [1¯10] ~ ½ ӆ ¾ ÓÜ ¼– Ð 2×

Å

Òl \  ¦ t “ ¦ e ”  . s  כ “ É r Si(115) €  _  — ¸_ þ v õ  ° ú  Ü ¼Ù ¼

–

Ð ³ ð€  s  Sie ” `  ¦ · ú ˜ à º e ”   [14]. t ë ß –, (113) €  `  ¦ ˜ Ð

€

  { 9 é ß – L :  F M ô  Ç Si(113)-3×2 ½ ¨› ¸ü <  H ² ú ˜o ,  s # QÛ ¼ „  

· ú

šs  –0.8 V“   ð ø Í  © œI  STM % ò  © œ“   Fig. 2(a)\ " f 2×

Å

Òl _  R, T, Dü < ² ú ˜o  [1¯10] ~ ½ ӆ ¾ ÓÜ ¼– Ѝ  H B ã ¼X O >  s # Q t

“ ¦, Fig. 2(c)\ " f ½ ¨ô  Ç [22¯ 1] ~ ½ ӆ ¾ Ó_  ô  Ç Å Òl   o  1.28 nm  H (113) _  Å Òl  0.64 nm_  ¿ º C s Ù ¼– Ð, s  €  “ É r 1×2

½

¨› ¸e ” `  ¦ · ú ˜ à º e ”   [15]. Õ ªo “ ¦  s # QÛ ¼ „  · ú šs  +0.8 V“   ‘    © œI  STM % ò  © œ“   Fig. 2(b)\ " f  H # QÑ ü v > 
 

 e ”  . s  כ “ É r s   s # QÛ ¼ „  · ú š  A \ " f  H „     © œ I

 \ O 6 £ §`  ¦ > p w ô  Ç .   " f, s  (113) ³ ð€  “ É r Si s   m 



, CaF ¢ ¸  H CaF

2

8 £ x Ü ¼– Ð W = # Œ e ” 6 £ §`  ¦ > p w ô  Ç . Õ ª  X <

CaF

₂

– Ð W = # Œ e ”  €  , ð ø Í  © œI   H ` …Ø Ôp  \  -t \  ¦ l ï  r Ü

¼– Ð –8.5 V s  \  e ” “ ¦, ‘    © œI   H +3.5 V s  © œ\  e ” # Q

"

f, Fig. 2(a)\ " f
 ± ú ˜ à º \ O  . s \  ì ø Í # Œ, CaF_ 

 â

Ä º\   H ð ø Í  © œI   H +1.6 V s  © œ\  e ” “ ¦, ‘    © œI   H –0.8 V s  \  e ” # Q" f, Fig. 2(a)\ " f% ƒ! 3  Õ ª ½ ¨› ¸ ˜ Ðs > 

 )

a   [16].   " f, s 
” ¸ J d ± _  (113) €  s  CaF– Ð W = 

#

Œ e ” 6 £ §`  ¦ · ú ˜ à º e ”  . s  כ “ É r (114) €  s 
 (115) €  “ É r Õ

ª \  -t  Z  }  " f CaF
 CaF

²

\  @ /K " f  H Õ ª + þ AI  Õ ª

@

/– Ð f  ¨ ‚ à Ì`  ¦ ) ‡6   x t  · ú §t    H, CaF(113) €  “ É r  © œ@ /& h  Ü

¼– Ð \  -t   H ± ú 6 £ §`  ¦ > p w ô  Ç . z  ´] j– Ð Si(5 5 12)-2×1\  CaF

₂

\  ¦ 7 £ x ‚ à ̽ + É M :\ • ¸ CaF(113) €  ë ß –s  + þ A$ í ÷ &  H  כ Ü ¼

–

Ð s   z  ´`  ¦ S X ‰ “  ½ + É Ã º e ”   [9].

IV. + s Ç Â ] Ø

Si(114)-2×1 0 A\  CaF

²

\  ¦ 7 £ x ‚ Ã Ì €   CaF
 CaF

²

  H f ”  ] X

 $ í  © œ ”   3 l w ô  Ç . @ /’   ¿ º t  + þ AI _  “ ¦w n  ) a Ca z  ´ o

 s × ¼ ì  r   Si(114)-2×1 ³ ð€   0 A\  + þ A$ í  ) a  . Õ ª Q

Dissociation and Preferential Adsorption of CaF

2

on Si(114)-2×1 – Hidong Kim et al. 1195



 F " é ¶  [ þ t _  \ g A\  • ¸¹ ¡ §`  ¦ ~ à Î  (115) €  õ  (113)

€

 Ü ¼– Ð s À Ò# Q”  
” ¸ J d ± s  + þ A$ í  ) a  6 £ § q – Й è CaF 8

£

x s  (113) €   0 A\  + þ A$ í  ) a  . s  כ “ É r CaF
 CaF

2

 s 

“

: r  ½ + Ë`  ¦ “ ¦ e ” # Q ~ ½ ӆ ¾ Ó\     \  -t  ß ¼>   Ø Ô“ ¦, Õ

ª   õ  \  -t  Z  }“ É r (114) 0 A\ " f  H Õ ª[ þ t _  8 £ x s  + þ A

$ í

| ¨ c à º \ O l  M :ë  H s  .

P

c p 8 ý ò k >

s

  7 Hë  H“ É r  Òì  r& h Ü ¼– Ð 2011¸  • ¸ & ñ  Ò(“ §¹ ¢ ¤ õ † < Æl Õ ü t Â

Ò)_  F " é ¶ Ü ¼– Ð ô  Dz D G õ † < ÆF é ß –_  t " é ¶`  ¦ ~ à Î  à º' Ÿ  ) a ƒ  

½

¨e ”  (2011-0013180). ¢ ¸ô  Ç s   7 Hë  H“ É r  Òì  r& h Ü ¼– Ð 2010¸  

•

¸ & ñ  Ò(“ §¹ ¢ ¤ õ † < Æl Õ ü t  Ò)_  F " é ¶ Ü ¼– Ð ô  Dz D Gƒ  ½ ¨F é ß –_  l

œ íƒ  ½ ¨ \ O  t " é ¶`  ¦ ~ à Î  à º' Ÿ  ) a  כ e ” (2010-0022173).

Y

c p w Š à U Ø ”  ô

[1] D. Loretto, F. M. Ross and C. A. Lucas, Appl. Phys.

Lett. 68, 22 (1996).

[2] C. Deiter, M. Bierkandt, A. Klust, C. Kumpf, Y.

Su, O. Bunk, R. Feidenhans’l and J. Wollschl¨ ager, Phys. Rev. B 82, 085449 (2010).

[3] Ph. Avouris and R. Wolkow, Appl. Phys. Lett. 55, 1074 (1989).

[4] T. Sumiya, Appl. Surf. Sci. 156, 85 (2000).

[5] L. Pasquali, S. M. Suturin, V. P. Ulin, N. S. Sokolov, G. Selvaggi, A. Giglia, N. Mahne, M. Pedio and S.

Nannarone, Phys. Rev. B 72, 045448 (2005).

[6] T.-W. Pi, L.-C. Tien, J.-F. Wen, C.-P. Ouyang, C.- P. Cheng and J. Hwang, Solid State Commun. 125, 459 (2003).

[7] T. Sumiya, T. Miura, H. Fujinuma and S. Tanaka, Surf. Sci. 376, 192 (1997).

[8] W. K. Liu, X. M. Fang and P. J. McCann, Appl.

Phys. Lett. 67, 1695 (1995).

[9] H. Kim, G. Duvjir, O. Dugerjav, H. Li, M. Motlak, A. Arvisbaatar and J. M. Seo, Surf. Sci. 606, 1512 (2012).

[10] S. C. Erwin, A. A. Baski and L. J. Whitman, Phys.

Rev. Lett. 77, 687 (1996).

[11] H. Kim, O. Dugerjav, G. Duvjir, H. Li, S. Jang, M.

Han, B. D. Yu and J. M. Seo, Surf. Sci. 606, 312 (2012).

[12] I. Horcas, R. Fern´ andez, J. M. G´ omez-Rodr´iguez, J.

Colchero, J. G´ omez-Herrero and A. M. Baro, Rev.

Sci. Instrum. 78, 013705 (2007).

[13] Y. Cui and J. Nogami, Surf. Sci. 603, 3072 (2009).

[14] A. A. Baski, S. C. Erwin and L. J. Whitman, Surf.

Sci. 392, 69 (1997).

[15] G.-D. Lee and E. Yoon, Phys. Rev. B 68, 113304 (1999).

[16] F. J. Himpsel, U. O. Karlsson, J. F. Morar, D. Rieger

and J. A. Yarmoff, Phys. Rev. Lett. 56, 1497 (1985).