When clusters are used as a model for the bulk or the surface in calculations, it is necessary to saturate the peripheral dangling bonds of boundary atoms. In this study, we employ flourine atoms and compare the results with the widely used practice where hydrogen atoms are used as terminal atoms. Using AM1 and PM3 semiempirical methods, surface reconstruction of Si(100) (2×1) is selected for test calculations. Effects of hydrogen and flourine terminal atoms are investigated for different sizes of clusters. Optimal strategies to model surface by clusters are discussed.
실리콘 표면을 모사하기 위한 클러스터 모델을 제안하고자 하였다.
반경험적 분자궤도 계산법들의 적합성 여부를 고찰하였고, 터미널 포화 원자로 플루오르를 도입하여 일반적으로 쓰는 수소의 경우와 비교하였다. 클러스터 크기에 의한 영향을 고려하기 위해 실리콘 다이머 갯수를 직렬방향과 병렬방향으로 늘여 가며 클러스터 크기에 무관하게 되는 클러스터를 구하고자 하였다.
반경험적 분자궤도 계산법들 중 AM1 방법이 가장 실험값들에 가까운 결과를 주며, 터미널 포화 원자로 플루오르를 이용하면 수소를 이용하는 경우보다 실리콘 다이머의 길이가 길어지게 되어 실험값들에 더 가까워지게 된다. 두 번째층 실리콘의 터미널 포화 원자로 수소를, 그 외 실리콘의 터미널 포화 원자로는 플루오르를 섞어서 사용하는 방법이 최상의 결과를 주었다. 클러스터 크기에 대해서는 직렬방향으로는 두 개의 다이머만 있어도 일정한 구조를 가지며, 병렬방향으로는 적어도 세 개의 다이머가 있어야 일정한 구조를 가지게 된다.
