Adsorbat-modifiziertes Wachstum ultradünner Seltenerdoxid ... - E-LIB
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5 <strong>Wachstum</strong>, Morphologie und Oxidationszustand von CeO x /Ru(0001)<br />
gefolgert werden, dass es durch das Heizen auf hohe Temperaturen möglich ist B-<br />
Typ Ceroxid-Rotationsdomänen vollständig zu unterdrücken. Gleichzeitig geht dies<br />
jedoch mit dem Verlust einer vollständig bedeckten Ruthenium-Oberfläche einher,<br />
wie die starke Zunahme der Ru(0001)-Beugungsreflexe nahelegt. Die gleiche Untersuchung<br />
während des Heizens wurde ebenfalls bei einem Sauerstoffhintergrunddruck<br />
von p O2 = 3 × 10 −7 Torr durchgeführt (Daten nicht gezeigt). Es konnte eine qualitativ<br />
gleichwertige Änderung des Beugungsmusters mit zunehmender Temperatur<br />
beobachtet werden. Obwohl ein relativ hoher Sauerstoffhintergrunddruck während<br />
des Heizens herrschte, bildete sich keine p(2×2)O Sauerstoffphase aus. Daraus kann<br />
geschlussfolgert werden, dass zum einen der Sauerstoffhintergrunddruck während des<br />
Heizens keinen Einfluss auf die Stabilität der A- und B-Typ Ceroxid-Domänen hat<br />
und zum anderen die p(2 × 2)O Phase nur bei der Deposition von Ceroxid bei hohen<br />
<strong>Wachstum</strong>stemperaturen entsteht und sich nicht durch das Heizen einstellt. Eine<br />
charakteristische LEEM-Aufnahme nach dem Heizen auf 1000 ℃ unter Sauerstoffhintergrunddruck<br />
ist in Abb. 5.12 (f) dargestellt. Ein Vergleich mit Abb. 5.1 (j)–(l)<br />
offenbart sofort die unterschiedliche Morphologie des Ceroxids. Während sich beim<br />
Hochtemperatur-<strong>Wachstum</strong> große fast perfekt dreieckige Ceroxid-Inseln ausbilden,<br />
sind nach dem Heizen unregelmäßig geformte sehr viel kleinere Ceroxid-Inseln zu<br />
beobachten.<br />
Nachdem in sämtlichen LEED-Untersuchungen die für Ceroxid charakteristischen<br />
p(1,4 × 1,4) Beugungsreflexe nachgewiesen werden konnten, zeigt Abb. 5.13 (a) eine<br />
LEED-Aufnahme bei einer erhöhten kinetischen Energie von E kin = 148,5 eV nach<br />
dem <strong>Wachstum</strong> von Ceroxid bei 700 ℃ und einem Sauerstoffhintergrunddruck von<br />
p O2 = 2 × 10 −7 Torr, um den reziproken Raum noch detaillierter zu untersuchen<br />
und um aufzuklären, ob es sich bei dem p(1,4 × 1,4) Beugungsmuster um eine kommensurable<br />
oder inkommensurable Überstruktur handelt. Um die Beugungsreflexe<br />
besser zuordnen zu können, sind in dem vergrößerten Ausschnitt (Abb. 5.13 (b)) des<br />
Beugungsbildes aus Abb. 5.13 (a) die wichtigsten Reflexe und die mögliche Position<br />
von Ceroxid-Rotationsdomänen farblich hervorgehoben. Das Beugungsbild weist<br />
wie das bei E kin = 60 eV aufgenommene LEED-Bild (Abb. 5.9 (a)) die Ru(0001)-<br />
(schwarze Kreise) und die p(1,4 × 1,4)-Beugungsreflexe (rote Kreise) auf. Zusätzlich<br />
sind auch die p(2 × 2)-Reflexe auszumachen, die eine Aufspaltung aufgrund der<br />
Antiphasen-Domänen aufweisen (blaue Ellipsen). Aufgrund der hohen Auflösung des<br />
SPELEEM-Instruments können in Abb. 5.13 zum ersten Mal n /7-Reflexe beobachtet<br />
werden, die durch schwarze Punkte hervorgehoben sind. Da sämtliche n /7-Reflexe<br />
eine vergleichbare Intensität aufweisen, kann ein (5 × 5) auf (7 × 7) Koinzidenzgitter<br />
von Ceroxid auf Ru(0001) ausgeschlossen werden, da die Intensität der einzelnen n /7-<br />
Reflexe ansonsten eine für ein Moiré-Muster typische Modulation aufweisen müsste.<br />
Dieses bedeutet also, dass Ceroxid auf Ru(0001) eine kommensurable (7 × 7) Überstruktur<br />
ausbildet. Die 5 /7-Reflexe weisen deshalb eine erhöhte Intensität auf, da sie<br />
von den (1×1)-Beugungsreflexen der CeO 2−δ (111)-Volumenstruktur überlagert werden.<br />
Das Beugungsbild lässt sich demnach durch die inkohärente Superposition der<br />
Beugung an CeO 2−δ -Inseln und an dünnen Insel-Bereichen erklären, an denen die ki-<br />
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