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

4.2 Charakterisierung ultradünner Ceroxid-Filme
passivierten Cl/Si(111)-(1×1) Substrat die Abkürzung (1-Cl) ergibt. Ist die Wachstumstemperatur
neben der Abkürzung der Präparationsbedingungen nicht explizit
angegeben, wurde das Ceroxid bei 500 ℃ deponiert. Die mit XPS charakterisierten
Filme wurden auf reinem Si(111)-(7 × 7) in einem Sauerstoffhintergrunddruck
von p O2 = 2,2 × 10 −8 mbar bis p O2 = 1 × 10 −7 mbar ((0,22) bis (1)) und
auf Chlor-passiviertem Cl/Si(111)-(1 × 1) in einem Sauerstoffhintergrunddruck von
p O2 = 2,2 × 10 −8 mbar bis p O2 = 5 × 10 −7 mbar ((0,22-Cl) bis (5-Cl)) und bei
Substrattemperaturen von 450 ℃ bis 550 ℃ deponiert und wiesen eine Schichtdicke
von bis zu 2,5 nm auf. Die chemische Charakterisierung der Proben wurde dabei anhand
der Ce3d, O1s, Si1s und Cl1s Zustände vorgenommen. Bei der strukturellen
Charakterisierung durch XSW wurden Ceroxid-Filme, welche bei Sauerstoffhintergrunddrücken
von p O2 = 2,2 × 10 −8 mbar bis p O2 = 1 × 10 −7 mbar bei ansonsten
identischen Wachstumsbedingungen, untersucht. Das Hauptaugenmerk lag jedoch
auf Proben mit Schichtdicken im Ångströmbereich.
Die spektroskopischen Untersuchungen an den Ceroxid-Filmen zeigten, dass das Ceroxid
unter den oben genannten Wachstumsbedingungen im Ce 3+ Oxidationszustand
(Ce 2 O 3 ) vorliegt. Exemplarisch zeigt Abb. 4.5 ein für sämtliche Proben charakteristisches
Ce3d-XPS-Spektrum. Die Anpassung an die experimentellen Daten enthält
neben den charakteristischen Peaks eines Ce3d-Niveaus für die Oxidationszustände
Ce 2 O 3 und CeO 2 (vgl. Abschnitt 2.2.1) Energieverlustpeaks (EL 0 , EL’), die erstmals
in der Diplomarbeit eingeführt wurden.
Abb. 4.5 Ce3d-XPS-Spektrum eines Ceroxid-Films mit einer Schichtdicke von
2,5 nm gewachsen bei einem Sauerstoffhintergrunddruck von p O2 = 1 ×
10 −7 mbar auf Chlor-passiviertem Cl/Si(111)-(1 × 1) bei einer Substrattemperatur
von 500 ℃ (1-Cl) (aus [62])
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