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

3.2 Strahlführung BW2
Gallium-Passivierung beträgt 625 ℃ und das Absättigen sämtlicher ungesättigter
Bindungen wird durch die Koexistenz der Ga/Si(111)-( √ 3 × √ 3)R30 ° und der
Ga/Si(111)-(6,3×6,3)-Phase sichergestellt. Zur Passivierung der Si(111)-Oberfläche
mit Silber oder Gallium wurde das entsprechende Metall mit Hilfe von Knudsen-
Zellen im Molekularstrahlepitaxie-Verfahren (MBE) deponiert. Die Oberflächenpassivierungen
von Si(111) wurden durch LEED vor dem Wachstum der Seltenerdoxid-
Filme überprüft. Weitere Details zur Chlor-, Silber- und Gallium-Passivierung der
Si(111)-Oberfläche werden in Abschnitt 4.1.2 vorgestellt.
Die Seltenerdoxid-Filme wurden im reaktiven MBE-Verfahren auf der nicht passivierten
Si(111)-(7×7)-Oberfläche, auf der Chlor-passivierten, der Silber-passivierten
und der Gallium-passivierten Si(111)-Oberfläche durch das Verdampfen von metallischen
Seltenerden mit Hilfe von Elektronenstrahlverdampfern bei einem Sauerstoffhintergrunddruck
im Bereich von 1 × 10 −7 –1 × 10 −6 mbar bei einer Wachstumstemperatur
von 500 ℃ deponiert. Die Wachstumsraten betrugen dabei 0,5–3 Å /min. Die
Präparationsbedingungen werden der Übersichtlichkeit halber im Folgenden auch
durch Abkürzungen bezeichnet. Dabei wird der verwendete Sauerstoffhintergrunddruck
durch 10 −7 mbar geteilt und das zur Passivierung der Si(111)-Oberfläche verwendete
Adsorbat angegeben. So ergibt sich z. B. für einen Sauerstoffhintergrunddruck
von p O2 = 1 × 10 −7 mbar und einem Chlor-passivierten Si(111)-Substrat die
Abkürzung (1-Cl).
Teilweise wurden die gewachsenen Seltenerdoxid-Filme, welche mit XRD charakterisiert
wurden, vor dem Ausschleusen aus dem UHV durch eine amorphe Siliziumschicht
geschützt. Diese wurde mit Hilfe der Silizium-Sublimationsquelle SUSI 35
der Firma MBE-Komponenten GmbH bei Raumtemperatur aufgebracht. Typische
Schichtdicken lagen bei etwa 30 nm.
3.2 Strahlführung BW2
Für die Röntgenbeugungs-Untersuchungen in spekularer Beugungsgeometrie (XRD)
und unter streifendem Einfall (GIXRD) und für die Röntgenreflektometrie-Untersuchungen
(XRR) an dünnen Seltenerdoxid-Filmen auf Si(111) wurde die Strahlführung
BW2 (bypass wiggler 2 ) am Hamburger Synchrotronstrahlungslabor (HASY-
LAB) am Deutschen Elektronensynchrotron (DESY) in Hamburg genutzt.
Die Synchrotronstrahlung wird von einem Hybrid-Wiggler mit 56 Polen erzeugt und
durch einen symmetrischen Si(111)-Doppelkristall-Monochromator monochromatisiert.
Im Gegensatz zur Strahlführung BW1 werden zusätzlich Spiegel zur Fokussierung
des Strahls verwendet. Eine schematische Darstellung der Strahlführung ist
in Abb. 3.4 gegeben. Weitere Details zur Strahlführung und den zur Verfügung stehenden
optischen Elementen sind von Drube et al. beschrieben [118].
Abb. 3.5 zeigt eine schematische Darstellung des verwendeten 6-Kreis-Diffraktometers
an der Strahlführung BW2. Es handelt sich dabei um ein sogenanntes z-axis
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