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

4.2 Charakterisierung ultradünner Ceroxid-Filme
on und die kohärente Position während des Wachstums von Ce 2 O 3 kaum merklich
ändern.
Die teilweise Desorption des Silbers kann aus folgenden Gründen ausgeschlossen werden.
Zum einen ist keine Abnahme des AgL α -Fluoreszenzsignals nach dem Wachstum
von Ceroxid zu beobachten (Daten nicht gezeigt) und zum anderen wird vermutet,
dass die Desorptionstemperatur von Silber auf CeO 2 mindestens oberhalb der
verwendeten Wachstumstemperatur von 500 ℃ liegt, ein genauer Wert ist jedoch
nicht bekannt [170].
Zusammenfassend ergibt sich für das Wachstum von Ce 2 O 3 auf Si(111) unter Verwendung
der Silber-Passivierung und Präparationsbedingungen (5-Ag) folgendes
Bild: Die Ag/Si(111)-( √ 3 × √ 3)R30° HCT-Struktur ist unter der Deposition von
Ce 2 O 3 instabil. Dies führt dazu, dass sich das Silber an den schon vorhandenen
Inseln anlagert und die vorher passivierten Si(111)-Bereiche infolgedessen zahlreiche
ungesättigte Bindungen aufweisen. Schließlich kommt es aufgrund der fehlenden
Passivierung zu einem vermehrten Silikat- und Siliziumoxid-Wachstum an der
Grenzfläche zwischen Ceroxid und Si(111) wie bereits in Abschnitt 4.2.4 dargestellt.
Möglicherweise ist es so auch zu verstehen, weshalb es beim Wachstum von
Ce 2 O 3 unter Präparationsbedingungen (5-Ag) zu einem ausgeprägteren Silikat- und
Siliziumoxid-Wachstum kommt als auf der Si(111)-(7 × 7)-Oberfläche. Die Si(111)-
(7 × 7)-Oberfläche enthält im Vergleich zur volumenterminierten Si(111)(1 × 1)-
Oberfläche 19 anstatt 49 freie Bindungen [171]. Die wegen der Instabilität der
Ag/Si(111)-( √ 3 × √ 3)R30° HCT-Struktur während des Wachstums von Ce 2 O 3 zurückgebliebenen
nicht passivierten Silizium-Bereiche weisen aufgrund der vorher
vorhandenen Honeycomb-Chain-Trimer-Struktur mehr freie Bindungen auf als die
Si(111)-(7×7)-Oberfläche, wenn man davon ausgeht, dass sich die Si(111)-Oberfläche
bei 500 ℃ nicht neu rekonstruiert, sodass die nicht passivierten Si(111)-Bereiche infolgedessen
reaktiver sind.
4.2.5.3 Verhalten des Galliums
In diesem Abschnitt wird die Rolle des Galliums während des Wachstums von Ce 2 O 3
unter den Präparationsbedingungen (5-Ga) beleuchtet. Die Gallium-Passivierung
des Si(111)-Substrates vor dem Wachstum bestand aus einer Ga/Si(111)-( √ 3 ×
√
3)R30° [137, 141] und einer schwachen inkommensurablen Ga/Si(111)-(6,3 × 6,3)
[141, 142] Überstruktur, die durch das Verdampfen von metallischem Gallium bei
625 ℃ Substrattemperatur deponiert und mit Hilfe von LEED überprüft wurde (Daten
nicht gezeigt). Das Auftreten der Ga/Si(111)-(6,3 × 6,3) Phase stellt sicher, dass
sämtliche freien Bindungen der Si(111)-Oberfläche abgesättigt sind, da die Phase
erst nach dem abgeschlossenen Wachstum der Ga/Si(111)-( √ 3 × √ 3)R30° Phase
bei der verwendeten Wachstumstemperatur auftritt [172].
Wie Zegenhagen et al. [173, 174] anhand von Fluoreszenz-XSW-Messungen zeigen
konnten, ergeben sich für die beiden unterschiedlichen Gallium-Phasen in (111)- und
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