加熱退火至 500K

圖 5.1-4 為樣品加熱退火至 500K 後所得的 STM 影像。觀察到樣品表面 上的原子團逐漸形聚集成略大且形狀有序的原子團。表面上點狀缺陷和環 狀缺陷數量上升，使原先基底 c(2×8)的排列變得更為破碎。此外表面上常 出現三角型的小原子團（紫色圈圈所框處），其大小約為三個環狀缺陷（紅 色圈圈為環狀缺陷，綠色小圈表示其大小），周圍一圈的特徵在 STM 正負 偏壓掃描下也和環狀缺陷相似，故推測該原子團下面即為環狀缺陷所構成，

並從中拉出鍺原子在其上面化合形成三角形的原子團。

圖 5.1-4 A: 0.2ML 鐵鍺系統加熱退火至 500K +0.7V (60×60 nm²) 5.1 B: 三角形原子團放大圖 +0.7V (20×20 nm²)

.C: 負偏壓下影像 -0.7V (20×20 nm²)

A B

C

5.1.4 加熱退火至 570K

圖 5.1-5 為加熱退火至 570K 的 STM 影像，觀察到表面上的鐵鍺合金原 子團幾乎都已經聚集成一定大小的島，高度大多在 400～500pm 左右。雖 然部分島的表面趨近平坦，但其表面仍無法觀察到週期性結構。此溫度條 件下表面上的環狀缺陷的數量劇增且遍佈於鍺基底表面，不再只主要分佈 於鐵鍺合金原子團附近。推測是因為原子團隨著加熱退火溫度升高後在表 面移動聚集，原本的位子附近便留下數顆環狀缺陷。

圖 5.1-5 0.2ML 鐵鍺系統加熱退火至 570K

A: 表面上佈滿著環狀缺陷 +1.0V (60×60 nm²) B: 原子團的 3D 影像圖 +0.7V (20×20 nm²) C: 圖 B 綠線高度剖面圖

A B

C

5.1.5 加熱退火至 640K

經過 640K 加熱退火處理之後的 STM 圖 5.1-6，發現樣品表面上的缺陷 大量消失，基底的 c(2×8)排列也逐漸恢復但仍有不同面向存在。此時樣品 表面上的鐵鍺原子團數量略為減少，並聚集成更大顆的島嶼。在此鍍量下 觀測到外觀兩斜面夾成類似屋頂形狀的島嶼，分別對其稜線方向和斜面作 高度剖面圖可以看出其趨勢上的差異；但此時仍無週期性結構島出現。

圖 5.1-6 0.2ML 鐵鍺系統加熱退火至 640K

A: 原子島已成長至一定大小 +1.0V (80×80 nm²) B: 基底不同面向的 c(2×8) +1.0V (30×30 nm²) C: 屋頂島微分圖 +1.0V (20×20 nm²) D: 圖 C 屋頂島上藍綠線的高度剖面圖

藍色為屋頂稜線方向,綠線為斜面方向

A B

C

D

5.1.6 加熱退火至 740K

圖 5.1-7 是樣品加熱退火至 740K 處理後所得的 STM 影像。基底的部份 大部分已恢復成 c(2×8)排列，但仍有少量缺陷存在。此時表面上開始出現 大型的長條狀島嶼，其高度大約為 1.5～2.5nm，從高度剖面圖研判，推論 這種長條狀的島嶼是由之前較小的屋頂狀島嶼成長而成，且能明顯地看出 其有三種固定沿著基底的生長方向，分別各夾 120°角。

+

圖 5.1-7 0.2ML 鐵鍺系統加熱退火至 740K

A: 表面出現長條形屋頂島 +1.0V (300×300 nm²) B: 基底和少量缺陷 +1.5V (40×40 nm²) C: 負偏壓下影像 -1.0V (40×40 nm²) D: 圖 A 綠線的高度剖面圖

A B

C

D

5.1.7 加熱退火至 830K

當加熱退火溫度達到 830K 後，從 STM 影像圖 5.1-8 觀察到表面上的島 數量下降，僅存巨型的島和小原子團零散分佈著。其中一種是之前的長條 狀屋頂繼續成長而成（圖 5.1-9），另外則是新出現的平台島（圖 5.1-10）和 角錐狀島嶼（圖 5.1-11）。此鍍量下觀測到的島嶼數量以長條狀屋頂島和平 台島為主。在基底 c(2×8)上可觀察到到有少部份區域排列較為混亂，而小 原子團與缺陷偏好出現在這些 domain 交界處，推測是因大顆的鐵鍺合金鑽 入基底或聚合移動時所致。

圖 5.1-8 0.2ML 鐵鍺系統加熱退火至 830K

A: 巨大長屋頂島 +1.0V (300×300 nm²) B: 巨大平台島與錐狀島 +1.0V (150×150 nm²) C: 正偏壓下基底雜亂處 +1.0V (40×40 nm²) D: 負偏壓下影像 -0.5V. (40×40 nm²)

D

A B C

圖 5.1-9 巨型長條島 和其高度剖面圖 A:+1.0V (200×200 nm²)

B: 藍線高度剖面圖

圖 5.1-10 巨型平台島 和其高度剖面圖 .+1.0V (100×100 nm²)

B: 綠線高度剖面圖

圖 5.1-11 巨型錐狀島 和其高度剖面圖 A:+1.0V (100×100 nm²)

B: 紫線高度剖面圖