Structure of GaAs(001)-c(44); Comparison of X-ray diffraction and first-principles calculation

GaAs(001)-c(44)構造; X線回折と第一原理計算との比較

高橋 正光; Kratzer, P.*; Penev, E.*; 水木 純一郎

Takahashi, Masamitsu; Kratzer, P.*; Penev, E.*; Mizuki, Junichiro

GaAs(001)-c(44)表面構造をシンクロトロンを用いたX線回折で調べた。原子座標と温度因子を表面第6層目まで決定した。その結果は、Ga-As非対称ダイマーの形成を示すものであった。求められた原子座標を、第一原理計算の結果と比較した。理論的には単位胞あたり1つのGa-Asダイマーを含む構造が安定であることが示されているにもかかわらず、実験結果は3つのGa-Asダイマーを含む構造ともっともよく一致した。3つのGa-Asダイマーからなる構造が形成される理由を、24からc(44)への構造変化と関係付けて議論する。

The GaAs(001)-c(44) has been studied by synchrotron surface X-ray diffraction. The atomic coordinates and Debye-Waller factors were determined up to the sixth layer from the surface. The results support the formation of the Ga-As heterodimers. The resultant atomic coordinates were compared with those given by a first-principle calculation. In spite of the theoretical prediction of the stability of the single-heterodimer structure, our data fit best a three-heterodimer model where three heterodimers are present in one unit cell. The preference of the formation of the three heterodimers will be discussed in the relationship with the transition process from the 24 to the c(44) structures.