A Contribution to the Theoretical Interpretation of the UPS Spectra of Monoatomic Adsorption of Oxygen on the Si (111) Surface

Abstract

A calculation is performed of the early stage of adsorption of atomary oxygen on the Si (111) surface in the on-atom (top) position, saturating the dangling bond of the surface silicon atom. By considering the possible presence of a vacancy in the adsorbed oxygen monolayer, it is shown that the basic features of the experimental energy spectrum can be obtained without resorting to the idea of the existence of Si-0-Si bridge structures on the surface. Nevertheless, the results obtained do not contradict such an idea, nor t,he idea that the early stage of adsorption corresponds t o a molecular form with a peroxide bridge formation. They merely suggest the possibility of an alternative early stage adsorption model. The method of calculation is the recently introduced generalized cluster Bethe-lattice method.Es wirdeine Berechnung durchgefuhrt des friihen Zustands der Adsorption von atomarem Sauerstoff in der am-Atom (top)-Anordnung auf der Si (111)-Fliiche, die die freien Bindungen der Siliziumoberflachenatome absattigt. Unter Beriicksichtigung einer moglichen Anwesenheit einer Leerstelle in der adsorbierten Sauerstoff-Monoschicht wird gezeigt, daIj die Grundziige des experimentellen Energiespektrums ohne Zuhilfenahme der Idee einer Existenz von Si-O-Si-Briickenstrukturen auf der Oberflache erhalten werden konnen. Trotzdem widersprechen die erhaltenen Ergebnisse nicht einer solchen Idee, noch der Idee, dalj der friihe Zustand der Adsorption einer molekularen Form mit einer Peroxid-Briickenbildung entspricht. Sie weisen nur auf die Maglichkeit eines alternativen Modells des friihen Adsorptionszustands hin. Die Berechnungsmethode ist die kiirzlich eingefuhrte verallgemrinerte Cluster-Bethe-Gittermethode. l) 630090 Novosibirsk 90, USSR. 2, MBchova 7, 12138 Prague 2, Czechoslovakia.