Adsorbat-modifiziertes Wachstum ultradünner Seltenerdoxid ... - E-LIB
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4 Strukturelle und chemische Zusammensetzung von <strong>Seltenerdoxid</strong>-Filmen<br />
auf Si(111)<br />
vertical lattice constant (Å)<br />
3.30<br />
3.25<br />
3.20<br />
3.15<br />
3.10<br />
Vegard’s law<br />
data<br />
1.5 1.6 1.7 1.8 1.9 2.0<br />
oxidation state CeO x<br />
Abb. 4.52 Experimentell bestimmte vertikale Gitterkonstanten in Abhängigkeit<br />
des Oxidationszustandes (Kreise) aus den Abbildungen 4.45, 4.49 und<br />
4.51. Die durchgezogene blaue Linie beschreibt den theoretischen Verlauf<br />
der vertikalen Gitterkonstante in Abhängigkeit des Oxidationszustandes<br />
nach dem Vegardschen Gesetz. Die schwarz und grün gestrichelten Linien<br />
markieren die bestimmten vertikalen Gitterkonstanten inklusive Fehlerbereich<br />
aus den Abbildungen 4.43 (schwarz) und 4.44 (grün) und den<br />
nach dem Vegardschen Gesetz zu erwartenden Oxidationszustand der<br />
Ceroxid-Filme.<br />
cke von etwa 6 nm aufweisen, ist ein leicht erhöhter Oxidationszustand durchaus zu<br />
erwarten. Denn wie bereits zu Anfang dieses Abschnittes erwähnt, ist ein reiner Ce 3+ -<br />
Oxidationszustand bei einem Sauerstoffhintergrunddruck von p O2 = 1 × 10 −7 mbar<br />
während des <strong>Wachstum</strong>s bis zu einer Schichtdicke von 3 nm zu beobachten. Danach<br />
nimmt der Oxidationszustand mit der Schichtdicke allmählich zu, sodass die nach<br />
dem Vegardschen Gesetz bestimmten mittleren Oxidationszustände für die Ceroxid-<br />
Filme durchaus plausibel erscheinen. Umgekehrt ist damit auch das Vegardsche Gesetz<br />
für niedrige Ceroxid-Oxidationszustände konsistent.<br />
4.5.2.5 Nachoxidation und Kristallinität der Ceroxid-Filme<br />
Eine interessante Erkenntnis, die Jan Höcker in seiner Masterarbeit [178] erzielen<br />
konnte, ist der Zusammenhang zwischen der kristallinen Qualität der Ceroxid-Filme<br />
und der Nachoxidation nach der Exposition der Filme an ambienten Bedingungen.<br />
So konnte J. Höcker mit Hilfe von ex-situ XPS-Untersuchungen folgendes zeigen: Je<br />
höher die kristalline Qualität der Ceroxid-Filme ausfällt desto stärker verläuft die<br />
Nachoxidation. Das heißt, dass die Chlor-passivierten Ceroxid-Filme aufgrund der<br />
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