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

4 Strukturelle und chemische Zusammensetzung von Seltenerdoxid-Filmen
auf Si(111)
Normalized Intensity (arb. units)
1
0.8
0.6
0.4
0.2
(5)
(5−Cl)
c’
c
∆E=0.35 eV
d’
d
30
20 10 0
Relative Binding Energy (eV)
−10
Abb. 4.29 La3d-XPS-Spektren von Lanthanoxid-Filmen mit einer Schichtdicke von
1,8 nm gewachsen bei 500 ℃ und einem Sauerstoffhintergrunddruck von
p O2 = 5 × 10 −7 mbar auf nicht passiviertem Si(111)-(7 × 7) (5-Cl) und
Chlor-passiviertem Cl/Si(111)-(1 × 1) (5-Cl) aufgenommen bei einer
Photonenenergie von 3,35 keV
das nicht passivierte Wachstum der deponierte Film zu einem beachtlichen Teil aus
Lanthansilikaten besteht, führt die Chlor-Passivierung (5-Cl) dazu, dass das Silikat
stark unterdrückt wird und sich ein La 2 O 3 -Film ausbildet.
Um spektroskopisch den Einfluss der Chlor-Passivierung auf die Grenzfläche zwischen
Si(111) und La 2 O 3 aufzuklären, sind in Abb. 4.30 entsprechende Si1s-XPS-
Spektren dargestellt, die bei einer Photonenenergie von 3,35 keV aufgenommen wurden.
Es ist rein qualitativ sofort erkennbar, dass die Chlor-Passivierung der Si(111)-
Oberfläche vor dem Lanthanoxid-Wachstum analog zu den Ergebnissen des Ce 2 O 3 -
Wachstums (Abschnitt 4.2.4) zu einer drastischen Reduzierung von amorphen Silikatund
Siliziumoxid-Spezies an der Grenzfläche führt. Bei einer quantitativen XPS-
Auswertung ist für das nicht passivierte Wachstum (5) eine breite oxidische Schulter
SiO x im Spektrum auszumachen, die eine mittlere chemische Verschiebung von
3,8 eV aufweist. Dies entspricht einem mittleren Oxidationszustand von SiO 1,7 [162].
Die Chlor-Passivierung Cl/Si(111)-(1×1) unterdrückt diese Spezies im Si1s-Spektrum
jedoch vollständig und es ist lediglich eine äußerst geringe Asymmetrie des Si 0 -Peaks
auszumachen, die durch eine Si +1 -Komponente erklärt werden kann.
Die Ergebnisse der Si1s-Analyse werden durch die entsprechenden O1s-XPS-Spektren
der Präparationsbedingungen (5) und (5-Cl) in Abb. 4.31 bestätigt. Die zur
Aufnahme der Spektren verwendete Photonenenergie betrug ebenfalls 3,35 keV. Bei
der Anpassung der O1s-Spektren wurde analog zum Vorgehen für die Ceroxid-
Filme in Abschnitt 4.2.4 vorgegangen. Die drei verwendeten Spezies können dem
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