Adsorbat-modifiziertes Wachstum ultradünner Seltenerdoxid ... - E-LIB
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4.2 Charakterisierung <strong>ultradünner</strong> Ceroxid-Filme<br />
(10-Cl) verhält sich das Chlor hingegen vollkommen anders, da sich nur die kohärente<br />
Fraktion zu f ClKα<br />
ClKα<br />
c,(111)<br />
(5-Cl) = 0,56 bzw. fc,(111) (10-Cl) = 0,58 ändert, während die<br />
kohärente Position mit Φ ClKα<br />
c,(111)<br />
(5-Cl) = 0,74 und ΦClKα<br />
c,(111)<br />
(10-Cl) = 0,74 im Rahmen<br />
des Fehlers mit der kohärenten Position vor dem <strong>Wachstum</strong> übereinstimmt. Dies<br />
deutet darauf hin, dass 78 % (5-Cl) bzw. 81 % (10-Cl) des Chlors mit einem vertikalen<br />
Abstand der on-top Bindungsplätze an der Si(111)-Oberfläche verbleiben,<br />
während das restliche Chlor statistisch verteilt Bindungsplätze im Film oder auf<br />
dem Ce 2 O 3 -Film einnimmt, sodass dieser Anteil des Chlors eine kohärente Fraktion<br />
von null aufweist. Das heißt, dass bei verwendeten Sauerstoffhintergrunddrücken<br />
von p O2 = 5 × 10 −7 mbar bis p O2 = 1 × 10 −6 mbar (5-Cl)–(10-Cl) während des<br />
<strong>Wachstum</strong>s von Ce 2 O 3 Chlor hauptsächlich als interfactant [167] fungiert. Dies wird<br />
ebenfalls durch den Vergleich der integralen Intensitäten der Cl1s-XPS-Spektren in<br />
Abb. 4.20 bestätigt, die vor und nach dem <strong>Wachstum</strong> von 10 nm Ceroxid unter Präparationsbedingungen<br />
(5-Cl) aufgenommen wurden und auf die Primärintensität<br />
und die Integrationszeit normiert wurden. Hier weist der Abfall der Photoelektronenausbeute<br />
nach dem <strong>Wachstum</strong> des Films auf 11 % der primären Intensität ebenfalls<br />
darauf hin, dass das Chlor größtenteils an der Grenzfläche verbleibt. Vergleicht<br />
man anhand der XSW-Daten den Anteil des Chlors, welcher nicht an der Grenzfläche<br />
verbleibt, und die Cl1s-Photoelektronenausbeute nach dem Filmwachstum, so fällt<br />
auf, dass diese Anteile innerhalb des Fehlerbereichs übereinstimmen. Dies legt die<br />
Vermutung nahe, dass das Chlor, welches mehrere inäquivalente Bindungsplätze einnimmt,<br />
an die Oberfläche segregiert, da die Ausdringtiefe der Cl1s-Photoelektronen<br />
wegen der geringen kinetischen Energie von etwa 530 eV sehr gering ist und das<br />
Chlor-Signal deshalb nur aus den obersten Trilagen des Ceroxid-Films stammen<br />
kann.<br />
Anhand der vertikalen Strukturinformationen aus den (111)-XSW-Messungen kann<br />
zunächst das in Abb. 4.21 gezeigte Strukturmodell für das an der Grenzfläche verbleibende<br />
Chlor für (5-Cl) und (10-Cl) aufgestellt werden. Dabei befinden sich die<br />
Abb. 4.20<br />
Cl1s-XPS-Spektren aufgenommen<br />
bei einer Photonenenergie von<br />
3,35 keV vor und nach dem <strong>Wachstum</strong><br />
von 10 nm Ceroxid bei einer<br />
Substrattemperatur von 500 ℃ und<br />
einem Sauerstoffhintergrunddruck<br />
von p O2 = 5 × 10 −7 mbar (5-Cl).<br />
Die Spektren wurden auf die<br />
Primärintensität und die Integrationszeit<br />
normiert. (aus [102])<br />
Intensity (arb. units)<br />
6<br />
Cl1s before growth<br />
Cl1s after growth<br />
4 2 0 −2 −4<br />
Relative Binding Energy (eV)<br />
−6<br />
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