Advances in Cubic Silicon Carbide Surfaces and Self-Organized One Dimensional Sub-Nanoscale Objects

Abstract
We review the most recent advances into the knowledge and the understanding of cubic silicon carbide β-SiC(001) surfaces. These investigations are based on the use of advanced experimental techniques such as photoemission spectroscopies with x-rays and synchrotron radiation sources, atom-resolved scanning tunneling microscopy, complementary low energy electron diffraction for characterisation, and state-of-the-art theoretical methods such as total energy ab-initio calculations using the local density functional approximation and scanning tunneling microscopy image simulations. Surface preparation and morphology, atomic geometry, reconstructions, phase transition and the discovery of self-organized Si atomic lines having fascinating characteristics are described for Si-terminated β-SiC(001) surfaces. Such important issues as e.g. the role of defects or stress in surface atomic ordering will be addressed. These investigations brings deep insights into the knowledge and understanding of technologically important silicon carbide surfaces and reveal a novel aspect of SiC in its ability to be a very suitable material in nanotechnologies and micro/nano-electronics of the future.

Résumé
Nous passons en revue les récents progrès dans la connaissance et la compréhension des propriétés des surfaces β-SiC(100) du carbure de silicium cubique. Ces études sont basées sur l'utilisation de techniques expérimentales avancées telles que les spectroscopies de photoémission utilisant des sources de rayons x ou le rayonnement synchrotron, la microscopie à effet tunnel (STM) à résolution atomique, la diffraction d'électrons lents comme outil de caractérisation, ainsi que des méthodes théoriques sophistiquées telles que des calculs ab-initio d'énergie totale utilisant la fonctionnelle de densité ou la simulation d'images STM. La préparation et la morphologie de surface, leur géométrie à l'échelle atomique, leurs reconstructions, les transitions de phase ainsi que la découverte de fils atomiques de Si qui s'auto-organisent sur les surfaces de β-SiC(100) avec des caractéristiques exceptionnelles sont décrites. Des questions importantes telles que le rôle des défauts et de la contrainte dans l'organisation, à l'échelle atomique, de la surface sont abordées. Ces études apportent des éléments nouveaux dans la compréhension des surfaces du carbure de silicium, un semiconducteur présentant un grand intérêt technologique. Enfin, elles révèlent un nouvel aspect du SiC en dévoilant ses grandes possibilités comme matériau potentiel pour les nanotechnologies et en micro/nano-électronique du futur.