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

5.2 Wachstumsmodus von Ceroxid auf Ru(0001)
(a)
Abb. 5.2
(a) 1,5 × 1,5 µm 2 ex-situ AFM-
Aufnahme nach dem Wachstum
von nahezu voll oxidierten
Ceroxid-Inseln auf Ru(0001)
bei einer Substrattemperatur von
800 ℃ und einem Sauerstoffhintergrunddruck
von p O2 = 5 ×
10 −7 Torr mit einer Bedeckung
von 1 ML. Die zugehörigen Linienprofile
in (b) lassen sowohl eine
ungefähre Höhe der Ceroxid-
Inseln von 3 nm als auch steile
Kanten der Inseln erkennen. Darüber
hinaus weisen die Linienprofile
die Terrassen und Stufenkanten
des Substrates auf. Aus Anschauungsgründen
wurden in (a)
und (b) unterschiedliche Untergründe
abgezogen und die Linienprofile
in (b) vertikal verschoben.
(aus [1])
Height (nm)
8
6
4
2
0
(b)
−2
0 100 200 300 400
Distance (nm)
500 600
ckungen zwischen 1,5 ML und 4,5 ML bei Sauerstoffhintergrunddrücken von p O2 =
2 × 10 −7 bis p O2 = 5 × 10 −7 gewachsen wurde, erhält man in Abhängigkeit der Temperatur
ein Arrhenius-Verhalten ∗ der Ceroxid-Inseldichte mit einer Aktivierungsenergie
von E A = (2,03 ± 0,08) eV wie die entsprechende Auftragung in Abb. 5.3
zeigt. Prinzipiell wäre es möglich daraus die Höhe der Diffusionsbarriere E d anhand
der Nukleationstheorie von Venables et al. [209] zu bestimmen. Da es jedoch zu
viele unbekannte Parameter für die Diffusion und die Anlagerung von Ceroxid auf
Ruthenium, darunter auch die Unkenntnis über die exakte Zusammensetzung der
diffundieren Ceroxid-Spezies, gibt, wäre es an dieser Stelle zu spekulativ eine Höhe
der Diffusionsbarriere nach der Nukleationstheorie zu berechnen.
Zusammenfassend konnte mit Hilfe von in-situ LEEM und ex-situ AFM Untersuchungen
gezeigt werden, dass Ceroxid unter den verwendeten Präparationsbedingun-
∗ Die Arrhenius-Gleichung k = Ae −E A
k B T
beschreibt die Abhängigkeit einer chemischen Reaktion
von der Temperatur [208]. Man spricht von einem Arrhenius-Verhalten, wenn sich der natürliche
Logarithmus einer physikalischen Messgröße antiproportional zur Temperatur verhält.
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