Adsorbat-modifiziertes Wachstum ultradünner Seltenerdoxid ... - E-LIB
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5 <strong>Wachstum</strong>, Morphologie und Oxidationszustand von CeO x /Ru(0001)<br />
deshalb zu den B-Typ Ceroxid-Rotationsdomänen. Da es keinen sichtbaren qualitativen<br />
Unterschied in dem Nukleationsverhalten, der Form und der Verteilung der<br />
Inseln auf der Oberfläche zwischen den A-Typ und den B-Typ Domänen gibt, liegt<br />
der Verdacht nahe, dass bei Nukleation der Ceroxid-Inseln an Stufenkanten und<br />
Stufenbündeln die lokale Orientierung der Stufenkanten und Stufenbündel die azimutale<br />
Ausrichtung und damit den Typ der Ceroxid-Inseln zum Substrat bestimmt.<br />
Dies verdeutlicht noch einmal den starken Einfluss der Substratmorphologie von<br />
Ru(0001) auf das <strong>Wachstum</strong> der Ceroxid-Inseln.<br />
Neben den Ru(0001)-Beugungsreflexen und dem p(1,4 × 1,4) Ceroxid-Beugungsmuster<br />
weisen die LEED-Aufnahmen in den Abbildungen 5.9 und 5.10 zusätzlich<br />
die p(2 × 2)O Sauerstoffphase [214, 215] auf. Obwohl die p(2 × 2)3O Sauerstoffphase<br />
[216] anhand des Beugungsmusters nicht ausgeschlossen werden kann, ist das Auftreten<br />
dieser Phase bei den sehr hohen <strong>Wachstum</strong>stemperaturen von 700 ℃–1000℃<br />
sehr unwahrscheinlich. Aus diesem Grund wird von der p(2 × 2)O Sauerstoffphase<br />
ausgegangen. Die zugehörigen p(2 × 2)O Beugungsreflexe zeigen in Abb. 5.9 (a) und<br />
Abb. 5.10 (a) und (b) eine zusätzliche Aufspaltung, die auf Antiphasen-Domänen mit<br />
einer in diesem Bereich temperaturunabhängigen Domänengröße von (3,2 ± 0,2) nm<br />
zurückgeführt werden kann. Lediglich für eine <strong>Wachstum</strong>stemperatur von 800 ℃<br />
(Abb. 5.9 (b)) kann keine Aufspaltung der p(2 × 2)O Beugungsreflexe vorgefunden<br />
werden und es kommt somit bei dieser <strong>Wachstum</strong>stemperatur zu keiner Ausbildung<br />
von Antiphasen-Domänen.<br />
Für die Deposition von Ceroxid bei Substrattemperaturen von 360 ℃–1000 ℃ und<br />
den verwendeten Sauerstoffhintergrunddrücken von p O2 = 1 × 10 −8 Torr bis p O2 =<br />
5 × 10 −7 Torr kann das <strong>Wachstum</strong> von ausgedehnten Facetten anhand von LEED-<br />
Untersuchungen des reziproken Raums im Bereich von 40 eV–100 eV ausgeschlossen<br />
werden. Dies ist in sehr gutem Einklang mit den Ergebnissen aus den AFM-<br />
Untersuchungen, die die Präsenz sehr steiler Ceroxid-Inselkanten belegen.<br />
Um zusätzlich die Struktur und Morphologie des Ceroxids auf Ru(0001) während<br />
des Heizens auf hohe Temperaturen zu studieren, zeigt Abb. 5.12 (a)–(e) LEED-<br />
Aufnahmen während des Heizens von 430 ℃ bis 1000 ℃ nach dem <strong>Wachstum</strong> von<br />
2,4 ML Ceroxid bei 430 ℃ und einem Sauerstoffhintergrunddruck von p O2 = 2 ×<br />
10 −7 Torr. Das Heizen wurde dabei im UHV durchgeführt ohne die Probe einem<br />
Sauerstoffhintergrunddruck auszusetzen. Abb. 5.12 (a) zeigt das Beugungsbild von<br />
voll oxidiertem CeO 2 , welches bei einer niedrigen Temperatur von 430 ℃ gewachsen<br />
wurde, mit der charakteristischen Verteilung von A- und B-Typ Ceroxid-Rotationsdomänen.<br />
Mit zunehmender Temperatur nimmt die Intensität der B-Typ<br />
Beugungsreflexe relativ zu den A-Typ Reflexen ab, während die Ru(0001)-Beugungsreflexe<br />
an Intensität gewinnen. Zum Ende des Heizens bei 1000 ℃ besitzen<br />
die Ru(0001)-Reflexe die höchste Intensität im Beugungsbild (Abb. 5.12 (e)) und<br />
es sind nur noch A-Typ Ceroxid-Domänen in der LEED-Aufnahme auszumachen.<br />
Sämtliche B-Typ Beugungsreflexe haben mit zunehmender Temperatur so stark an<br />
Intensität verloren, dass sie bei 1000 ℃ vollständig verschwunden sind. Daraus kann<br />
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