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

4 Strukturelle und chemische Zusammensetzung von Seltenerdoxid-Filmen
auf Si(111)
Aufnahme O1s-Spektrum SiO x Si-O-RE REO x
La 2 O 3 0,10 0,29 0,61
Ce 2 O 3 /La 2 O 3 0,14 0,22 0,65
Tabelle 4.6 Auf die Gesamtintensität der O1s-XPS-Spektren aus Abb. 4.37 normierte
integrale Intensitäten der Spezies SiO x , Si-O-RE und REO x vor und
nach dem Wachstum von 6 Å Ce 2 O 3 auf 1,8 nm La 2 O 3
entstehenden Fehlers der integralen Intensitäten von ungefähr ±0,02 ist vor allem
die Intensität der SiO x -Spezies nach dem Ce 2 O 3 -Wachstum signifikant erhöht. Die
Zunahme der SiO x -Intensität würde noch stärker ausfallen, wenn man eine Abschwächung
des Photoelektronen-Signals von Grenzflächen-Spezies berücksichtigt.
Aus den spektroskopischen Untersuchungen der O1s-XPS-Spektren kann demnach
gefolgert werden, dass es durch die Deposition von Ce 2 O 3 bei 500 ℃ Wachstumstemperatur
und einem Sauerstoffhintergrunddruck von p O2 = 5 × 10 −7 mbar zu einer
Reifung der Grenzfläche hauptsächlich durch Bildung von Siliziumoxid-Spezies
kommt.
4.4.2 Strukturelle Untersuchungen
Für die strukturelle Charakterisierung des Ceroxid auf Lanthanoxid Seltenerdoxid-
Multilagen-Films zeigt Abb. 4.38 zugehörige Fluoreszenz- und Photoelektronen-
XSW-Daten in (111)-Bragg-Reflexion unter Verwendung von LaL α -, CeL α -, La3dund
Ce3d-Sekundärsignalen bei einer Photonenenergie von 6,1 keV bzw. 3,35 keV.
Die Anpassung des LaL α -Fluoreszenz-Signals liefert eine kohärente Fraktion von
f LaLα
c,(111)
= 0,55 und eine kohärente Position von ΦLaLα
c,(111)
= 1,04. Die kohärente Fraktion
ändert sich durch die Deposition von Ce 2 O 3 auf La 2 O 3 im Rahmen des Fehlers
nicht (vgl. Abschnitt 4.3). Die kohärente Position erfährt hingegen eine Abweichung
von ∆Φ LaLα
c,(111)
= 0,05. Dies ist möglicherweise auf eine vertikale Verschiebung des
gesamten Multilagen-Films durch die Reifung der Grenzfläche unter Zunahme der
Siliziumoxid-Spezies zurückzuführen.
Betrachtet man die kohärente Fraktion von fc,(111) La3d = 0,80 und die kohärente Position
von Φ La3d
c,(111)
= 1,07 anhand des La3d-Signals, ergibt sich im Gegensatz zu den
LaL α -XSW-Fluoreszenz-Daten ein vollkommen anderes Bild. Während die kohärente
Position durch das Wachstum von Ce 2 O 3 mit ∆Φ c,(111) = 0,03 unter Berücksichtigung
des Fehlers annähernd unverändert bleibt, nimmt die kohärente Fraktion
um ∆f LaLα
c,(111)
= 0,10 zu (vgl. Abschnitt 4.3). Der Unterschied zwischen den
Fluoreszenz- und Photoelektronen-XSW-Daten des Lanthanoxid-Films im Seltenerdoxid-Multilagen-Film
beträgt damit unter Berücksichtigung von Nicht-Dipol-
Effekten von 0,08 in der kohärenten Fraktion ∆f c = 0,17. Dieser Sachverhalt deutet
darauf hin, dass die oberen Trilagen des La 2 O 3 -Films durch das Wachstum
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