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

4.4 Wachstum von Seltenerdoxid-Multilagen-Filmen
chenden Energieverlustpeaks (EL 0 , EL’) angepasst werden (siehe auch Abschnitt
4.2.2). Dementsprechend weist der Ceroxid-Film in der untersuchten Seltenerdoxid-
Multilagen-Struktur den Ce 3+ -Oxidationszustand (Ce 2 O 3 ) auf. Um eine mögliche
Reifung der Grenzfläche durch das Wachstum von Ce 2 O 3 auf dem Lanthanoxid-
Film zu untersuchen, sind in Abb. 4.37 O1s-XPS-Spektren, aufgenommen bei einer
Photonenenergie von 3,35 keV vor und nach dem Wachstum von Ce 2 O 3 , dargestellt.
In Tab. 4.6 sind die integralen Intensitäten der einzelnen für die Voigt-Profil-
Anpassung der Spektren verwendeten Spezies normiert auf die Gesamtintensität des
O1s-Spektrums zusammengefasst. Bei der Entfaltung der Spektren wurde analog zu
den O1s-Spektren des Ce 2 O 3 und des La 2 O 3 -Wachstums vorgegangen (siehe Abschnitte
4.2.4 und 4.3). Die Spezies Si-O-RE und REO x entsprechen dabei dem Sauerstoff
gebunden im Silikat Si-O-Ce oder Si-O-La bzw. dem Sauerstoff gebunden im
Ce 2 O 3 - oder La 2 O 3 -Kristallgitter. Diese Verallgemeinerung der Sauerstoff-Spezies
zu Seltenerdoxid-Sauerstoff-Spezies ist gerechtfertigt, da die einzelnen Sauerstoff-
Spezies identische relative Bindungsenergien für chemische Verbindungen mit Cer
oder Lanthan aufweisen (vgl. Abschnitte 4.2.4 und 4.3). Vor dem Wachstum des
Ce 2 O 3 -Films betragen die integralen Intensitäten der O1s-Spezies normiert auf die
Gesamtintensität des Spektrums 0,10 (SiO x ), 0,29 (Si-O-RE) und 0,61 (REO x ).
Durch das Wachstum von 6 Å Ce 2 O 3 verändern sich die Intensitäten zu: 0,14 (SiO x ),
0,22 (Si-O-RE) und 0,65 (REO x ). Da sich die Schichtdicke von 1,8 nm auf 2,4 nm
durch die Deposition des Ceroxids erhöht, erwartet man unter Vernachlässigung von
Ausdringtiefeneffekten die folgenden auf die Intensität des O1s-Summenspektrums
normierten integralen Intensitäten der einzelnen Spezies, wenn keine Reifung der
Grenzfläche durch Zunahme von SiO x und Si-O-RE-Spezies auftritt: 0,09 (SiO x ),
0,24 (Si-O-RE) und 0,68 (REO x ). Trotz des durch die Entfaltung des O1s-Spektrums
Normalized Intensity (arb. units)
0.9
0.7
0.5
0.3
5
O1s
Fit
Backgr.
SiOx
Si−O−RE
REOx
La 2
O 3
Cl/Si(111)
4 3 2 1 0 −1
Relative Binding Energy (eV)
(a)
−2
Normalized Intensity (arb. units)
0.9
0.7
0.5
0.3
0.1
5
O1s
Fit
Backgr.
SiOx
Si−O−RE
REOx
Ce 2
O 3
La 2
O 3
Cl/Si(111)
4 3 2 1 0 −1
Relative Binding Energy (eV)
(b)
−2
Abb. 4.37 O1s-XPS-Spektren aufgenommen bei einer Photonenenergie von 3,35 keV
von (a) 1,8 nm Lanthanoxid deponiert auf Cl/Si(111)-(1×1) unter Präparationsbedingungen
(5-Cl) und (b) 6 Å Ce 2 O 3 gewachsen auf dem La 2 O 3 -
Film aus (a) bei 500 ℃ Substrattemperatur und einem Sauerstoffhintergrunddruck
von p O2 = 5 × 10 −7 mbar
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