Intrinsic nanostructures on the (001) surface of strontium titanate at low temperatures

Анотація

Атомно-гладкі (001) поверхні SrTiO₃, які вирізані з високоякісних монокристалів під двома різними кутами зрізу 0,9 та 7,0 град між реальними плоскими поверхнями та кристалографічними площинами (001), проаналізовано за допомогою методу високоенергетичної електронної дифракції на відбиття (RHEED) від кімнатної до температури рідкого гелію. Представлені дифрактограми, які характерні для геометрії RHEED, близької до ідеальної, для невеликого кута зрізу, а також такі, що демонструють чіткі прояви специфічної періодичності, яка пов’язана з регулярними ступенями, що утворюються завдяки більшому куту зрізу. Показано, що симетрія поверхні та енергетика накладають відмінності параметрів решітки паралельно поверхні відносно об’єму. Цей ефект призводить до слабкої неспіврозмірності між параметрами решітки у поверхневих шарах та об’ємними значеннями, яка релаксує завдяки краям ступенів та дислокаціям невідповідності. Аналізуються також спеціальні поверхневі наноструктури, що утворюються на травлених поверхнях, які оброблені хімічно активними розчинниками. Власні наноструктури на монокристалічних поверхнях відкривають нові перспективи для застосувань, коли потрібна впорядкована та керована архітектура нанорозмірних формувань.