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

4 Strukturelle und chemische Zusammensetzung von Seltenerdoxid-Filmen
auf Si(111)
nicht passivierte Wachstum (5) und fc,(111) La3d (5-Cl) = 0,70 und ΦLa3d
c,(111)
(5-Cl) = 1,03
für das Chlor-passivierte Wachstum (5-Cl). Geht man wieder von einem Nicht-
Dipol-Anteil in der kohärenten Fraktion von ∆fc
La3d = 0,08 analog zu den Ce3d-
XSW-Messungen (siehe Abschnitt 4.2.1) aus, so sind die Nicht-Dipol-bereinigten
kohärenten Fraktionen um ∆f c,(111) (5) = 0,03 für (5) und ∆f c,(111) (5-Cl) = 0,05
für (5-Cl) gegenüber den kohärenten Fraktionen aus den LaL α -XSW-Messungen
erhöht. Diese Erhöhung liegt allerdings unter Berücksichtigung der Unsicherheiten
der XSW-Messung (Abschnitt 2.5.2) und des Nicht-Dipol-Effektes im Rahmen
des Fehlers. Eine leichte signifikante Erhöhung gegenüber den Fluoreszenz-Daten
findet man jedoch in den kohärenten Positionen von ∆Φ c,(111) (5) = 0,05 für (5)
und ∆Φ c,(111) (5-Cl) = 0,04, da die Unsicherheit für die kohärente Position geringer
ausfällt (Abschnitt 2.5.2) und keine Nicht-Dipol-Effekte zu beobachten sind. Aufgrund
der geringeren Ausdringtiefe der La3d-Photoelektronen gegenüber der LaL α -
Fluoreszenz haben in der Photoelektronen-XSW-Messung die oberen Trilagen des
La 2 O 3 -Films mit einer Schichtdicke von 1,8 nm einen stärkeren Einfluss auf die kohärente
Fraktion und die kohärente Position. Da diese Trilagen aufgrund des größeren
Trilagenabstands von 3,28 Å gegenüber des Si(111)-Beugungsebenenabstands
von 3,136 Å zu einer höheren kohärenten Position führen, ist die Abweichung zu
den Fluoreszenz-Daten plausibel. Die Abweichung der kohärenten Fraktion zu den
LaL α -Daten kann ebenfalls ihre Ursache in der geringeren Ausdringtiefe der La3d-
Photoelektronen haben, da diese eine Mittelung über weniger Lanthanoxid-Trilagen
bewirkt und es unter der Annahme, dass jede Trilage eine identische Ordnung aufweist,
allein schon deswegen zu einer leicht erhöhten Fraktion kommt. Denn bei einem
Trilagenabstand, der gegenüber dem Si(111)-Beugungsebenenabstand abweicht,
bewirkt die Mittelung über jede zusätzliche Trilage eine Verringerung der kohärenten
Fraktion. Da die Abweichungen der kohärenten Fraktionen jedoch im Bereich der
Unsicherheiten der XSW-Auswertung und des Nicht-Dipol-Effektes liegen, ist hier
die Ursache nicht eindeutig identifizierbar. Die Ergebnisse der kohärenten Position
deuten jedoch darauf hin, dass ein Teil der Erhöhung der kohärenten Fraktionen aus
den La3d-XSW-Messungen ebenfalls aus der geringeren Ausdringtiefe resultieren
können.
Um abschließend die Rolle des Chlors während des Wachstums von La 2 O 3 auf
Cl/Si(111)-(1×1) aufzuklären, zeigt Abb. 4.35 (a) Cl1s-XPS-Spektren vor und nach
dem Wachstum von 1,8 nm Lanthanoxid, die auf die Primärintensität und die Integrationszeit
normiert sind. Die integrale Intensität des Cl1s-Signals beträgt nach
dem Wachstum (79 ± 2) % der Cl1s-Intensität vor dem Wachstum. Da die inelastische
mittlere freie Weglänge der Cl1s-Photoelektronen in La 2 O 3 wegen der geringen
kinetischen Energie von etwa 530 eV nach der Tanuma, Powell und Penn
TPP2M-Formel [73] λ La2 O 3
(0,5 keV) = 1,2 nm beträgt, würde man einen Intensitätsabfall
des Cl1s-Photoelektronen-Signals nach dem Wachstum von La 2 O 3 auf
etwa 20 % erwarten, wenn das Chlor an der Grenzfläche verbleibt. Die experimentell
bestimmte Cl1s-Intensität von (79 ± 2) % lässt sich erklären, wenn man annimmt,
dass 75 % des Chlors an die Oberfläche segregieren, während 25 % des Chlors an der
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