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

4.5 Charakterisierung von Seltenerdoxid-Filmen mit Schichtdicken im Bereich
einiger Nanometer mit Hilfe von XRD und GIXRD
(5)
(5−Cl)
calculation
Intensity (arb. units)
Intensity (arb. units)
0.8 1.0 1.2
l (r. l. u.)
0.8 1.0 1.2
l (r. l. u.)
Abb. 4.46 (00l)-CTR Daten (offene Symbole) und theoretische Anpassung (durchgezogene
Linie) nach dem Wachstum von 3,8 nm Ceroxid bei einer Wachstumsrate
von 0,8 Å /min auf nicht passiviertem Si(111)-(7 × 7) (5) und
Chlor-passiviertem Cl/Si(111)-(1 × 1) (5-Cl) bei einer Substrattemperatur
von 500 ℃ und einem Sauerstoffhintergrunddruck von p O2 =
5 × 10 −7 mbar
mer Unterschied zwischen den beiden Präparationsbedingungen zu erkennen. Während
der (00l)-CTR für Präparationsbedingung (5-Cl) stark ausgeprägte Schichtdickenoszillationen
zeigt, bleiben diese Intensitätsoszillationen für das nicht passivierte
Wachstum (5) komplett aus und es ist lediglich ein Ceroxid-Bragg-Reflex als Schulter
bei l ≈ 0,95 zu vermuten. Zusammen deutet dies für Präparationsbedingung (5)
auf einen Ceroxid-Film mit einer vertikal größeren Gitterkonstante als Silizium hin,
der eine äußerst schlechte kristalline Qualität und hohe Rauigkeiten aufweist und somit
hauptsächlich amorph ist. Im Gegensatz dazu zeigt die quantitative Analyse der
AG Wollschläger für die XRD-Daten des Chlor-passivierten Ceroxid-Wachstums (5-
Cl) eine kristalline Schichtdicke von 3,5 nm mit einer vertikalen Gitterkonstante von
3,16 Å und einer fast vernachlässigbaren amorphen Grenzflächenschicht von 0,3 nm
Schichtdicke. Der Wert für die vertikale Gitterkonstante, welcher zwischen dem Wert
für die Volumenkristallstruktur von CeO 2 und c-Ce 2 O 3 liegt (vgl. Tab. 4.8), ist erneut
auf die Nachoxidation des Ce 2 O 3 -Films unter ambienten Bedingungen zurückzuführen.
Es konnte somit auch für einen Sauerstoffhintergrunddruck von p O2 = 5×10 −7 mbar
während des Ceroxid-Wachstums und der nachträglichen Exposition des Ceroxid-
Films an ambienten Bedingungen gezeigt werden, dass die Chlor-Passivierung trotz
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