Adsorbat-modifiziertes Wachstum ultradünner Seltenerdoxid ... - E-LIB

4.2 Charakterisierung ultradünner Ceroxid-Filme
Abb. 4.22
XSW-Daten (offene Symbole) und theoretische
Anpassung nach der dynamischen
Theorie der Röntgenbeugung (durchgezogene
Linien) unter Verwendung von Cl1s-
Photoelektronen in (220)-Bragg-Reflexion
bei einer Photonenenergie von 3,35 keV nach
dem Wachstum von 6 Å Ce 2 O 3 auf Chlorpassiviertem
Cl/Si(111)-(1 × 1) bei einer
Substrattemperatur von 500 ℃ und einem
Sauerstoffhintergrunddruck von p O2 = 5 ×
10 −7 mbar (5-Cl)
Normalized Intensity (arb. units)
2.0
1.5
1.0
0.5
Cl Photoelectron Yield
Reflectivity
(5−Cl)
f c
= 0.31
Φ c
= 0.33
(220)
0
−0.2 0 0.2 0.4
E−E (eV) Bragg
vollständig ungeordnet ist, nicht zu erklären. Dies lässt den Schluss zu, dass das
Chlor, welches in (111)-Richtung an der Grenzfläche verbleibt und den vertikalen
Abstand der on-top Bindungsplätze einnimmt, lateral eine Ordung aufweist, die den
on-top Bindungsplatz jedoch ausschließt. Zusammen mit dem Strukturmodell aus
der (111)-XSW-Analyse, welches zu geringe Bindungslängen für die Ce-Cl-Bindung
aufweist, kann vermutet werden, dass sich an der Grenzfläche zwischen Silizium und
Ce 2 O 3 -Film ein Ceroxychlorid bildet, welches den vertikalen und lateralen Strukturinformationen
der XSW-Analyse genügt. Für eine weitere genauere Aufklärung
der Grenzfläche ist hier jedoch der Vergleich zu Dichte-Funktional-Theorie (DFT)
Rechnungen der Grenzfläche unerlässlich. Festgehalten werden kann jedoch, dass
Chlor beim Wachstum von Ce 2 O 3 auf Si(111) nicht eine Passivierung im eigentlichen
Sinne durch das reine Absättigen von freien Bindungen (dangling bonds) unter
Beibehaltung seines Bindungsplatzes darstellt, sondern selbst eine neue chemische
Verbindung eingeht, höchstwahrscheinlich als Ceroxychlorid, das zu einer entsprechenden
strukturellen Neuordnung der Grenzfläche führt.
4.2.5.2 Verhalten des Silbers
Um einen Einblick in die Rolle des Silbers während des Wachstums von Ceroxid zu
erhalten, zeigt Abb. 4.23 zunächst Ag3d- und Si1s-XPS-Spektren vor und nach dem
Wachstum von 6 Å Ceroxid bei einer Substrattemperatur von 500 ℃ und einem Sauerstoffhintergrunddruck
von p O2 = 5 × 10 −7 mbar (5-Ag). Die Silber-Passivierung
wurde durch eine ausreichende Bedeckung des Si(111)-Substrates bei 500 ℃ sichergestellt.
Dies führte zu einer Ag/Si(111)-( √ 3 × √ 3)R30° Überstruktur, die mit Hilfe
von LEED überprüft wurde (Daten nicht gezeigt). Aus den XPS-Spektren ist zu-
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