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

4 Strukturelle und chemische Zusammensetzung von Seltenerdoxid-Filmen
auf Si(111)
und einem Ce 2 O 3 -Film epitaktisch erfolgreich realisiert werden können. Durch die
Deposition des Ce 2 O 3 -Films kommt es zur Reifung der Grenzfläche zwischen Silizium
und Lanthanoxid hauptsächlich unter Bildung von Siliziumoxid. Dabei nimmt
die Kristallinität der Grenzflächen-nahen La 2 O 3 -Trilagen drastisch ab, während die
obersten Trilagen des La 2 O 3 -Films perfekte Ordnung annehmen, sodass sich ein
deutlicher Kristallinitätsgradient im Lanthanoxid-Film ausbildet. Die kristalline Qualität
des Ce 2 O 3 -Films entspricht dabei der mittleren Kristallinität des La 2 O 3 -Films
und es kommt zu keiner nennenswerten Durchmischung an der Grenzfläche zwischen
Lanthanoxid und Ceroxid. Durch die Deposition von Ceroxid kommt es zur
Segregation des Chlors an die Oberfläche des Ce 2 O 3 -Films, wobei das Chlor die
gleiche atomare Verteilung annimmt wie beim Wachstum von Ce 2 O 3 auf Si(111)
unter Präparationsbedingungen (1-Cl). Dementsprechend hat nicht nur das Verhältnis
zwischen Sauerstoffhintergrunddruck und Cer-Fluss während des Wachstums
einen Einfluss auf das Verhalten des Chlors sondern auch die chemische Bindung des
Chlors vor der Deposition von Ce 2 O 3 .
4.5 Charakterisierung von Seltenerdoxid-Filmen mit
Schichtdicken im Bereich einiger Nanometer mit
Hilfe von XRD und GIXRD
Nachdem in den vorherigen Abschnitten des Kapitels 4 das anfängliche Adsorbatmodifizierte
Wachstum von ultradünnen Seltenerdoxid-Filmen auf Si(111) mit Hilfe
von XSW und XPS charakterisiert wurde, soll in diesem Abschnitt das fortgeschrittene
Wachstum der Seltenerdoxid-Filme im Schichtdickenbereich einiger Nanometer
mit Hilfe von Röntgenbeugung untersucht werden. Die Methode der Röntgenbeugung
wird gewählt, da XSW zur Charakterisierung von Seltenerdoxid-Filmen mit
mehreren Nanometern Schichtdicke nicht geeignet ist. Aufgrund der unterschiedlichen
Gitterkonstanten von Film und Silizium-Substrat weist eine XSW-Messung bei
einer Vielzahl von O x -RE-O x Seltenerdoxid-Trilagen eine geringe kohärente Fraktion
auf (vgl. auch Abschnitt 2.5.1) und es ist somit kaum möglich auf die kristalline
Qualität der Seltenerdoxid-Filme zu schließen. Aus diesem Grund ist die Röntgenbeugung
der Methode der Stehenden Röntgenwellenfelder im Schichtdickenbereich
von mehreren Nanometern deutlich überlegen und liefert zusätzlich komplementäre
Erkenntnisse über die Seltenerdoxid-Filme. Die Ergebnisse zur spekularen
Beugung und Röntgenreflektometrie der Präparationsbedingungen (1) und (1-Cl)
wurden teilweise in Phys. Rev. B [102] veröffentlicht. Weitere Experimente zum
Ceroxid-Wachstum sind in Zusammenarbeit mit Jan Höcker während seiner Masterarbeit
[178] durchgeführt worden.
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