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 />
vorgenommen. Aus der relativen lateralen Position des Lanthanoxid-Bragg-Reflexes<br />
ergibt sich ein Wert für die laterale Gitterkonstante von (4,02±0,02) Å. Ein Vergleich<br />
mit den Werten der Gitterkonstante für die Lanthanoxid-Volumenkristallstruktur in<br />
Tab. 4.8 zeigt, dass der Lanthanoxid-Film vollständig relaxiert aufwächst.<br />
Zusammenfassend lässt sich feststellen, dass Lanthanoxid-Filme mit einer Schichtdicke<br />
von einigen wenigen Nanometern auf Chlor-passiviertem Cl/Si(111)-(1 × 1)<br />
vollständig relaxiert in der Bixbyit-Kristallstruktur aufwachsen. Dies steht im Gegensatz<br />
zum nahezu pseudomorphen <strong>Wachstum</strong> von Ceroxid. Im Gegensatz zum<br />
Ceroxid-<strong>Wachstum</strong>, welches lediglich die Ausbildung von Tilt-Mosaiken zeigt, bilden<br />
sich beim Lanthanoxid-<strong>Wachstum</strong> zusätzlich Twist-Mosaike aus. Dies ist höchstwahrscheinlich<br />
auf den Verspannungsbau aufgrund der größeren Gitterkonstante von<br />
La 2 O 3 im Gegensatz zu Ce 2 O 3 (a La2 O 3<br />
> a Ce2 O 3<br />
) zurückzuführen. Eine schematische<br />
Darstellung der Tilt- und Twist-Mosaizität beim Ceroxid- und Lanthanoxid-<br />
<strong>Wachstum</strong> befindet sich in Abb. 4.55. Die Bixbyit-Struktur für das La 2 O 3 -<strong>Wachstum</strong><br />
auf Si(111) wurde in der Literatur erst für Lanthanoxid-Filme mit Schichtdicken größer<br />
als 10 nm beobachtet, wobei Filme mit einer Schichtdicke von weniger als 10 nm<br />
amorphes <strong>Wachstum</strong> zeigten [157]. Hier konnte jedoch durch die komplementären<br />
Untersuchungen zusammen mit XSW und XPS gezeigt werden, dass es mit Hilfe der<br />
Chlor-Passivierung nicht nur möglich ist, ultradünne kristalline c-La 2 O 3 -Filme auf<br />
Silizium zu wachsen, sondern auch die Anteile von Siliziumoxid- und Silikat-Spezies<br />
an der Grenzfläche auf ein Minimum zu reduzieren.<br />
substrate<br />
substrate<br />
Abb. 4.55 Schematische Darstellung der Tilt- und Twist-Mosaizität von Ceroxid-<br />
(blau) und Lanthanoxid-Filmen (orange) auf Si(111) in der Aufsicht<br />
(oben) und in der Seitenansicht (unten). Während sich Tilt-Mosaike für<br />
beide <strong>Seltenerdoxid</strong>e ausbilden, zeigen ausschließlich Lanthanoxid-Filme<br />
Twist-Mosaizität. Die einzelnen Mosaike sind in der schematischen Darstellung<br />
teilweise nicht zusammenhängend dargestellt, um die Mosaizität<br />
besser zu veranschaulichen. Es sei jedoch darauf hingewiesen, dass es sich<br />
um geschlossene Filme handelt.<br />
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