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

4 Strukturelle und chemische Zusammensetzung von Seltenerdoxid-Filmen
auf Si(111)
Intensity (arb. units)
calculation
(1−Cl)
0.8 0.9 1.0 1.1 1.2 1.3
L (r. l. u.)
Abb. 4.45 (00l)-CTR-Daten (offene Symbole) und theoretische Anpassung (durchgezogene
Linie) nach dem Wachstum von 2,9 nm Ceroxid bei einer Wachstumsrate
von 1,0 Å /min auf Chlor-passiviertem Cl/Si(111)-(1×1) bei einer
Substrattemperatur von 500 ℃ und einem Sauerstoffhintergrunddruck
von p O2 = 1 × 10 −7 mbar (Präparationsbedingungen (1-Cl))
Unter Berücksichtigung der Fehler kann davon ausgegangen werden, dass es an
der Grenzfläche zu keinen nennenswerten Reifungsprozessen bei der Exposition des
Ceroxid-Films an ambienten Bedingungen kommt. Der Ceroxid-Film unterliegt dabei
lediglich einer Nachoxidation, wobei es zu einer Verringerung der vertikalen
Gitterkonstante kommt. Zusätzlich wurde für die (1-Cl)-Proben im Vergleich zur
(1)-Probe eine reduzierte Wachstumsrate ((1): 2,2 Å /min und (1-Cl): 1,4 Å /min bzw.
1,0 Å /min) gewählt. Dieses Vorgehen erlaubt es, kinetische Effekte, die die Grenzfläche
der Chlor-passivierten Probe (1-Cl) stabilisieren, zu reduzieren, sodass der eigentliche
Effekt der Chlor-Passivierung näher untersucht werden konnte. Der Einfluss der
kinetischen Effekte wird näher in Abschnitt 4.5.2.3 dargestellt werden.
Es konnte somit gezeigt werden, dass die Chlor-Passivierung die Bildung einer amorphen
Grenzfläche für die Präparationsbedingung (1-Cl) erfolgreich unterdrückt.
Bei der Exposition des Ceroxid-Films an ambienten Bedingungen kommt es trotz
Nachoxidation des Ceroxid-Films zu keinem Reifungsprozess der Grenzfläche.
Für analoge XRD-Untersuchungen bei erhöhtem Sauerstoffhintergrunddruck von
p O2 = 5 × 10 −7 mbar während des Ceroxid-Wachstums zeigt Abb. 4.46 (00l)-CTR-
Daten in der Umgebung von l = 1 für die Präparationsbedingungen (5) und (5-Cl)
für vergleichbare Schichtdicken. Die Ceroxid-Filme wurden vor dem Ausschleusen
aus dem UHV nicht mit einer Silizium-Schutzschicht versehen, sodass es wieder zu
einer Nachoxidation der Ceroxid-Filme kommen kann. Qualitativ ist sofort ein enor-
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