Adsorbat-modifiziertes Wachstum ultradünner Seltenerdoxid ... - E-LIB
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3 Experimenteller Aufbau und Probenpräparation<br />
Markierung<br />
[111]<br />
[112]<br />
[110]<br />
4<br />
2<br />
4 1<br />
20<br />
12<br />
Abb. 3.3<br />
Darstellung der Si(111)-<br />
Probenkristalle, Ausmaße<br />
in Millimetern<br />
(aus [62])<br />
verwendet, die durch eine dünne chemische Siliziumoxid-Schicht geschützt sind, welche<br />
bei Temperaturen von ca. 875 ℃ entfernt werden kann. Durch die geringeren<br />
Temperaturen beim Entfernen der Siliziumoxid-Schicht und durch das langsame<br />
kontrollierte Abkühlen weisen die Kristalle eine vernachlässigbare Verspannung auf.<br />
Daher besitzen die Reflektivitätskurven nahezu die intrinsische Breite und Form der<br />
Einkristalle, wodurch ein maximaler Phasenkontrast während der XSW-Messung<br />
erzielt werden kann.<br />
Die Si(111)-Einkristalle werden zunächst chemisch vorbehandelt, wobei mit Hilfe<br />
des RCA-Verfahrens ∗ eine ca. 10 Å dünne amorphe Siliziumoxid-Schicht aufgebracht<br />
wird [114], die die Si(111)-Oberfläche vor Verunreinigungen bis zum Einschleusen in<br />
die UHV-Kammer schützt.<br />
In der UHV-Kammer werden die Si(111)-Einkristalle bei ca. 630 ℃ für mindestens<br />
12 h ausgegast. Dies führt zum einen zu einer ersten Desorption von Kontaminationen<br />
von der Kristalloberfläche und zum anderen wird dadurch der Probenhalter<br />
ausgegast. Anschließend wird die Siliziumoxid-Schutzschicht entfernt, indem der<br />
Kristall mit Hilfe von direktem Stromfluss auf 875 ℃ für 3–4 Minuten geheizt wird.<br />
Die sich ausbildende (7 × 7)-Rekonstruktion, welche die thermodynamische Gleichgewichts-Überstruktur<br />
der Si(111)-Oberfläche für Temperaturen unterhalb 1100 K<br />
darstellt [115, 116], wird durch LEED-Untersuchungen überprüft.<br />
Im Falle einer Oberflächenpassivierung der Si(111)-Oberfläche wurde wie folgt vorgegangen.<br />
Die ungesättigten Bindungen der Si(111)-Oberfläche (dangling bonds)<br />
wurden durch die <strong>Adsorbat</strong>e Chlor, Silber oder Gallium vor dem <strong>Seltenerdoxid</strong>-<br />
<strong>Wachstum</strong> abgesättigt. Im Falle der Chlor-Passivierung wird molekulares Chlor mit<br />
Hilfe einer Feststoffelektrolyse-Zelle [117] bei einer Substrattemperatur von 600 ℃<br />
deponiert. Dies führt zu einer Chlor-terminierten Cl/Si(111)-(1 × 1)-Oberfläche. Die<br />
Silber-Passivierung der Si(111)-Oberfläche durch eine Ag/Si(111)-( √ 3 × √ 3)R30 °-<br />
Rekonstruktion wird durch die ausreichende Bedeckung der Si(111)-Oberfläche mit<br />
Silber bei 500 ℃ <strong>Wachstum</strong>stemperatur erreicht. Die Substrattemperatur bei der<br />
∗ Nach den Laboren der Radio Corporation of America (RCA), die das Verfahren entwickelt haben,<br />
benannt.<br />
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