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

4.3 Charakterisierung ultradünner Lanthanoxid-Filme
La Fluorescence Yield
La Photoelectron Yield
Normalized Intensity (arb. units)
2.0
1.5
1.0
0.5
Reflectivity
(5−Cl)
(5)
f c
= 0.57
Φ c = 0.99
(a)
Normalized Intensity (arb. units)
2.0
1.5
1.0
f c = 0.42
Φ c
= 0.99
0.5
Reflectivity
(5−Cl)
(5)
f c
= 0.70
Φ c = 1.03
(b)
f c
= 0.53
Φ c = 1.04
0
−1 0 1
E−E (eV) Bragg
0
−0.5 0 0.5 1
E−E (eV) Bragg
Abb. 4.34 XSW-Daten (offene Symbole) und theoretische Anpassung nach der dynamischen
Theorie der Röntgenbeugung (durchgezogene Linien) unter
Verwendung der (a) L α -Fluoreszenz und (b) von La3d-Photoelektronen
in (111)-Bragg-Reflexion bei einer Photonenenergie von (a) 6,1 keV und
(b) 3,35 keV nach dem Wachstum von 1,8 nm Lanthanoxid bei einer Substrattemperatur
von 500 ℃ und einem Sauerstoffhintergrunddruck von
p O2 = 5 × 10 −7 mbar auf Chlor-passiviertem Cl/Si(111)-(1 × 1) (5-Cl)
und nicht passiviertem Si(111)-(7 × 7) (5)
dicke von einigen Nanometern in der sogenannten Bixbyit-Struktur vollständig relaxiert
kristallisieren (siehe Abschnitt 4.5.3). Deshalb wurde für die Modellierung des
La 2 O 3 -Films die Bixbyit-Kristallstruktur mit einer entsprechenden Gitterkonstante
von 11,36 Å [26] angenommen. Für die XSW-Modellierung des La 2 O 3 -Films mit
einer Schichtdicke von 1,8 nm wurden 6 O 0,75 -La-O 0,75 lateral vollständig relaxierte
Trilagen vorausgesetzt, die einen Trilagenabstand von 3,28 Å aufweisen. Setzt man
analog zum Ceroxid einen isotropen Debye-Waller-Faktor von D(CeO 2 ) = 0.977 voraus,
so erhält man einen theoretischen Wert von fc,(111) theo. = 0,813 für die kohärente
Fraktion. Ein Vergleich mit der kohärenten Fraktion der LaL α -XSW-Messung für
(5-Cl) zeigt eine doch erhebliche Differenz von ∆f c = 0,28 zwischen Modellierung
und Experiment. Damit weist der La 2 O 3 -Film trotz Chlor-Passivierung noch eine
Unordnung von U = 0,30 auf, die auf eine Kristallinität minderer Qualität schließen
lässt.
Die La3d-Photoelektronen-XSW-Daten in Abb. 4.34 (b) liefern für Präparationsbedingungen
(5) und (5-Cl) die folgenden Werte für die kohärenten Fraktionen
und die kohärenten Positionen: fc,(111) La3d (5) = 0,53 und ΦLa3d
c,(111)
(5) = 1,04 für das
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