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

4 Strukturelle und chemische Zusammensetzung von Seltenerdoxid-Filmen
auf Si(111)
entierung handelt. Daraus kann geschlossen werden, dass die Ceroxid-Filme unter
(1-Cl) und (5-Cl) einen Stapelfehler an der Grenzfläche zum Substrat aufweisen.
Die hexagonale Ce 2 O 3 -Phase kann ausgeschlossen werden, da an den entsprechenden
l-Positionen (l = 0,5, l = 1,0 und l = 1,5) in den reziproken Gitterkarten keine
Intensität nachzuweisen ist. Weiterhin ist zu erkennen, dass die Reflexe bei etwa
l = 1 /3 und l = 4 /3 eine elliptische Form aufweisen und gegenüber der l-Achse verkippt
sind, wobei die Verkippung von der l-Position des Reflexes abhängt. Wie im
weiteren Verlauf der Diskussion der Ergebnisse gezeigt werden wird, handelt es sich
um Fluorit-Beugungsreflexe. Jan Höcker konnte bereits in seiner Masterarbeit [178]
zeigen, dass die elliptische Form der Reflexe aus Kleinwinkelmosaiken resultiert, die
eine Drehung des reziproken Raumes um den (000)-Reflex zur Folge haben, und
nicht auf eine Mischung der CeO 2 - und c-Ce 2 O 3 -Phase zurückzuführen ist. Im Folgenden
werden Kleinwinkelmosaike der Verständlichkeit halber wie folgt unterschieden.
Sind sie gegenüber der Oberflächennormalen von Si(111) verkippt, werden sie
als sogenannte Tilt-Mosaike bezeichnet, während von sogenannten Twist-Mosaiken
gesprochen wird, falls sie gegenüber der Substratoberfläche verdreht sind.
Für die mittlere Fehlorientierung dieser Tilt-Mosaike zum Siliziumsubstrat findet
man unter der Annahme einer Gaußschen Verteilung der Fehlorientierungen nach
θ = FWHM /2 |G hkl | [181] einen Winkel von θ(1-Cl) = (1,2 ± 0,2) ° und θ(5-Cl) =
(1,6 ± 0,2) °.
Für die weitere quantitative Auswertung der reziproken Gitterkarten wurden die
vertikalen Gitterkonstanten des Ceroxids anhand eines Schnittes entlang des (00l)-
CTRs durch den (01 4 /3) S -Reflex bestimmt. Auf die Bestimmung der vertikalen Gitterkonstante
anhand des (01 1 /3) S -Reflexes wurde verzichtet, da dieser Reflex aufgrund
der Kleinwinkelmosaizität in l-Richtung zu stark aufgeweitet ist und eine
Gitterkonstantenbestimmung zu größeren Fehlern führen würde. Auch die Gitterkonstantenbestimmung
anhand des (01 4 /3) S -Reflexes ist aufgrund der elliptischen
Form mit Fehlern behaftet, die jedoch geringer ausfallen als für den (01 1 /3) S -Reflex.
Zur Abschätzung des Fehlers wurden drei Schnitte in l-Richtung durchgeführt. Ein
Schnitt entlang des CTRs und zwei Schnitte links und rechts des CTRs, jeweils mit
∆Q ‖ = 0,008 Å −1 Abweichung vom CTR. Daraus kann ein Fehler der Gitterkonstante
von ∆a ⊥ = 0,01 Å abgeschätzt werden. Die am (01 4 /3) S -Reflex bestimmten
vertikalen Gitterkonstanten sind in Tab. 4.9 zusammengefasst. Die bestimmte vertikale
Gitterkonstante für (5-Cl) stimmt im Rahmen des Fehlers mit der aus dem
Präparation Reflex vertikale Gitterkonstante a ⊥
(1-Cl) (01 4 /3) S 3,08 Å
(5-Cl) (01 4 /3) S 3,15 Å
Tabelle 4.9 Vertikale Gitterkonstanten von Ceroxid bestimmt anhand des (01 4 /3) S -
Reflexes aus Abb. 4.49 für Präparationsbedingungen (1-Cl) und (5-Cl)
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