Adsorbat-modifiziertes Wachstum ultradünner Seltenerdoxid ... - E-LIB
Adsorbat-modifiziertes Wachstum ultradünner Seltenerdoxid ... - E-LIB
Adsorbat-modifiziertes Wachstum ultradünner Seltenerdoxid ... - E-LIB
Erfolgreiche ePaper selbst erstellen
Machen Sie aus Ihren PDF Publikationen ein blätterbares Flipbook mit unserer einzigartigen Google optimierten e-Paper Software.
5 <strong>Wachstum</strong>, Morphologie und Oxidationszustand von CeO x /Ru(0001)<br />
weist die I(V)-Kurve bei einem Oxidationszustand von CeO 1,73 zwei ausgeprägte Maxima<br />
A und C im niedrigen Energiebereich mit einer schwach ausgeprägten Schulter<br />
E und zusätzlich einem sehr breiten und schwachen Peak F bei höheren Energien<br />
auf. Der Intensitätsverlauf der I(V)-Kurve ändert sich systematisch für voll oxidiertes<br />
CeO 2 . Die Form des Peaks C ändert sich und es erscheint eine neue Schulter D.<br />
Weiterhin gewinnt E an Intensität und verschiebt zu leicht höheren Energien. Diese<br />
Energieverschiebung kann auch für F beobachtet werden. Eine drastische Änderung<br />
des Intensitätsverlaufs weist die I(V)-Kurve nach vollständiger Reduktion auf. Es<br />
entsteht ein neues Maximum B, während Peak C stark an Intensität verliert und<br />
die Schulter D vollständig verschwindet. Ebenso verliert E an Intensität und ist<br />
nur noch als sehr schwacher breiter Peak auszumachen. Zusätzlich ist Peak F im<br />
Wesentlichen verschwunden.<br />
Der charakteristische Verlauf der I(V)-Kurven für reduziertes und voll oxidiertes<br />
Ceroxid konnte in Zusammenarbeit mit E. E. Krasovskii [187] durch ab-initio Streutheorie<br />
bestätigt werden. Dabei konnte auch gezeigt werden, dass es sich bei dem<br />
vollständig reduzierten Ce 2 O 3 um die kubische Phase und nicht um hexagonales<br />
Ce 2 O 3 handelt. Dies veranschaulicht noch einmal, dass die I(V)-Analyse im Gegensatz<br />
zu spektroskopischen Methoden in der Lage ist, neben dem Oxidationszustand<br />
auch die Kristallstruktur aufzuklären. Durch die reine Spektroskopie wäre dies nicht<br />
möglich.<br />
Mit der Korrelation zwischen I(V)-Kurven und Oxidationszustand des Ceroxids mit<br />
Hilfe von RPES-Untersuchungen ist es jetzt möglich, allein durch die I(V)-Analyse<br />
den lokalen Oxidationszustand von Ceroxid mit einer Auflösung von unter 10 nm<br />
zu bestimmen. Abb. 5.15 (a) zeigt eine LEEM-Aufnahme von Ceroxid gewachsen<br />
bei 850 ℃ Substrattemperatur und p O2 = 5 × 10 −7 Torr Sauerstoffhintergrunddruck.<br />
In der Abbildung sind Bereiche von A-Typ (roter Punkt) und B-Typ (blauer<br />
Punkt) Ceroxid-Rotationsdomänen und von der mit Sauerstoff bedeckten Ru(0001)-<br />
Oberfläche (grüner Punkt) gekennzeichnet. Die Identifikation der unterschiedlichen<br />
Ceroxid-Domänen fand dabei mit Hilfe von Dunkelfeld-LEEM-Aufnahmen (DF-<br />
LEEM) statt. Aus den markierten Bereichen wurden zugehörige I(V)-Kurven extrahiert,<br />
welche in Abb. 5.15 (b) mit identischen Farben dargestellt sind. Ein Vergleich<br />
der I(V)-Kurven mit den Referenzkurven aus Abb. 5.14 offenbart, dass es sich bei<br />
den Ceroxid-Inseln um nahezu voll oxidiertes CeO 2 handelt. Dies ist in sehr guter<br />
Übereinstimmung mit den Ce4d-XPS-Untersuchungen aus Abschnitt 5.2.2. Dass die<br />
charakteristischen Peaks der I(V)-Kurve teilweise eine geringere Breite aufweisen<br />
und etwas schärfer erscheinen als bei den Referenzkurven, liegt möglicherweise an<br />
einer etwas höheren Kristallinität der großen ausgedehnten Ceroxid-Inseln bei einer<br />
erhöhten <strong>Wachstum</strong>stemperatur von 850 ℃ im Gegensatz zu der Mittelung über<br />
viele kleine Ceroxid-Inseln bei einer Depositionstemperatur von 430 ℃ (vgl. auch<br />
Abschnitt 5.2). Weiterhin ist deutlich zu erkennen, dass die I(V)-Kurven für A-<br />
und B-Typ Ceroxid-Domänen identisch sind. Dies bedeutet, dass der Oxidationszustand<br />
unabhängig von der azimutalen Ausrichtung der Ceroxid-Domänen relativ<br />
zum Ruthenium-Substrat ist. Dies bedeutet, dass die atomare Ausrichtung zwischen<br />
170