Adsorbat-modifiziertes Wachstum ultradünner Seltenerdoxid ... - E-LIB
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4.5 Charakterisierung von <strong>Seltenerdoxid</strong>-Filmen mit Schichtdicken im Bereich<br />
einiger Nanometer mit Hilfe von XRD und GIXRD<br />
höheren Kristallinität einen sehr viel höheren Oxidationszustand unter ambienten<br />
Bedingungen aufweisen als die nicht passivierten Ceroxid-Filme. Dieser Punkt ist<br />
besonders für die katalytische Forschung, die in Kapitel 5 näher dargestellt wird,<br />
interessant.<br />
4.5.2.6 Zusammenfassung der Röntgenbeugungs-Ergebnisse zum<br />
Ceroxid-<strong>Wachstum</strong><br />
Insgesamt haben die Röntgenbeugungs-Untersuchungen zum <strong>Wachstum</strong> von einigen<br />
Nanometern Ceroxid auf Si(111) gezeigt, dass die Chlor-Passivierung die Bildung einer<br />
amorphen Grenzfläche durch Siliziumoxid- und Silikatbildung erfolgreich unterdrückt<br />
und die kristalline Qualität der Ceroxid-Filme erheblich verbessert. Darüber<br />
hinaus konnte gezeigt werden, dass die epitaktische Grenzfläche durch die Exposition<br />
der Ceroxid-Filme an ambienten Bedingungen keinem Reifungsprozess unterliegt,<br />
obwohl das Ceroxid nachoxidiert wird und dabei von der Bixbyit-Kristallstruktur in<br />
die Fluorit-Phase übergeht. Die Ceroxid-Filme weisen unabhängig von den untersuchten<br />
<strong>Wachstum</strong>sbedingungen eine identische laterale Gitterkonstante auf, wobei<br />
die vertikale Gitterkonstante vom Oxidationszustand der Filme abhängt und sich<br />
nach dem Vegardschen Gesetz verhält. Weiterhin konnte gezeigt werden, dass die<br />
kristalline Qualität der Ceroxid-Filme bei Chlor-passiviertem <strong>Wachstum</strong> ganz entscheidend<br />
vom Verhältnis zwischen Cer-Fluss und Sauerstoffhintergrund abhängt<br />
und die besten Ergebnisse für eine hohe <strong>Wachstum</strong>srate bei gleichem Sauerstoffpartialdruck<br />
zeigt. Der Vergleich mit den Ergebnissen des anfänglichen Ceroxid-<br />
<strong>Wachstum</strong>s auf Si(111) aus Abschnitt 4.2 zeigt, dass der äußerst positive Einfluss<br />
der Chlor-Passivierung auf die kristalline Qualität und die Grenzfläche der Ceroxid-<br />
Filme auch für das fortgeschrittene <strong>Wachstum</strong> bis zu mehreren Nanometern bei<br />
geeigneten <strong>Wachstum</strong>sparametern erhalten bleibt.<br />
4.5.3 Strukturelle Eigenschaften von Lanthanoxid-Filmen<br />
Nachdem im vorherigen Abschnitt die Beugung an Ceroxid-Filmen mit einer Schichtdicke<br />
von einigen Nanometern vorgestellt wurde, sollen im Folgenden die Röntgenbeugungsuntersuchungen<br />
auf Lanthanoxid auf Si(111) ausgeweitet werden, um<br />
einen vertieften Einblick in das <strong>Wachstum</strong> von <strong>Seltenerdoxid</strong>en auf Si(111) zu erlangen.<br />
Dazu wurde ein Lanthanoxid-Film mit einer Schichtdicke von 8 nm (bestimmt<br />
aus XRR, Daten nicht gezeigt) bei einer Substrattemperatur von 500 ℃ und einem<br />
Sauerstoffhintergrunddruck von p O2 = 5 × 10 −7 mbar auf Chlor-passiviertem<br />
Cl/Si(111)-(1 × 1) (5-Cl) mit einer <strong>Wachstum</strong>srate von 0,9 Å /min deponiert und anschließend<br />
mit einer amorphen Germanium-Schutzschicht versehen. Abb. 4.53 zeigt<br />
zunächst die Röntgenbeugungsdaten unter streifendem Einfall für den (−10l)-CTR.<br />
Ein Vergleich mit der reziproken Gitterkarte aus Abb. 4.41 lässt sofort erkennen,<br />
dass es sich bei den auftretenden Beugungsreflexen neben dem Si(113) B -Reflex im<br />
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