Adsorbat-modifiziertes Wachstum ultradünner Seltenerdoxid ... - E-LIB
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4 Strukturelle und chemische Zusammensetzung von <strong>Seltenerdoxid</strong>-Filmen<br />
auf Si(111)<br />
nis von Sauerstoffhintergrunddruck und Cer-Fluss eine entscheidende Rolle bei der<br />
erfolgreichen Unterdrückung der amorphen Spezies am Interface spielt.<br />
Mit Hilfe der stehenden Röntgenwellenfelder konnte in der Diplomarbeit erstmals<br />
das anfängliche <strong>Wachstum</strong> von ultradünnen Ceroxid-Filmen mit Schichtdicken im<br />
Ångströmbereich strukturell untersucht werden. Dabei konnte nicht nur die epitaktische<br />
Qualität der Ceroxid-Filme erstmals untersucht werden, sondern auch die<br />
Bixbyit-Kristallstruktur konnte unter Zuhilfenahme von chemisch sensitiven O1s-<br />
XSW-Messungen, wie sie exemplarisch in Abb. 4.9 dargestellt sind, nachgewiesen<br />
werden. In den ersten XSW-Messungen zur Kristallinität der Ceroxid-Filme anhand<br />
der Ce3d-Photoelektronen und der CeL α -Fluoreszenz, exemplarisch in Abb. 4.9 dargestellt,<br />
konnte lediglich festgestellt werden, dass Ceroxid-Filme bei Schichtdicken<br />
im Ångströmbereich eine gute kristalline Ordnung aufweisen. Diese spiegelt sich<br />
in kohärenten Fraktionen, gemessen für Ce3d Photoelektronen als Sekundärsignal,<br />
im Bereich von fc,(111) Ce3d<br />
Ce3d<br />
= 0.63 bis fc,(111) = 0.72 wieder. Perfekt geordnete Filme<br />
mit vergleichbaren Schichtdicken hätten allerdings je nach Relaxationsgrad kohärente<br />
Fraktionen von um die 90 % erwarten lassen. Die exakte Abhängigkeit der<br />
kristallinen Qualität der Ceroxid-Filme und der atomaren Anordnung der Grenzflächenspezies<br />
von der Chlor-Passivierung und den Präparationsbedingungen konnte<br />
in der Diplomarbeit nicht geklärt werden und wird in den Abschnitten 4.2.2 und<br />
4.2.4 der vorliegenden Dissertation systematisch untersucht.<br />
Normalized Intensity (arb. units)<br />
2.5 Ce L α<br />
f c = 0.58<br />
Reflectivity<br />
Φ c = 1.05<br />
2.0<br />
1.5<br />
1.0<br />
0.5<br />
0.0<br />
5897 5898 5899<br />
Energy (eV)<br />
Normalized Intensity (arb. units)<br />
3<br />
2<br />
1<br />
0<br />
CeOx<br />
SiOx<br />
Si−O−Ce<br />
Reflectivity<br />
f c = 0.85<br />
Φ c = 0.65<br />
f c = 0.59<br />
Φ c = 0.29<br />
f c = 0.54<br />
Φ c = 0.39<br />
2599.0 2599.5 2600.0<br />
Energy (eV)<br />
Abb. 4.9 Reflektivitäten und zugehörige normierte inelastische Sekundärsignale<br />
der XSW-Messungen in (111)-Bragg-Reflexion nach dem <strong>Wachstum</strong><br />
von 2 Å Ceroxid bei einer Substrattemperatur von 500 ℃ und einem<br />
Sauerstoffhintergrunddruck von p O2 = 1 × 10 −7 mbar auf Chlorpassiviertem<br />
Cl/Si(111)-(1 × 1) (1-Cl) in (111)-Bragg-Reflexion. Links:<br />
Cer-XSW-Messung bei 5900 eV Photonenenergie anhand des Sekundärsignals<br />
der CeL α -Fluoreszenz. Rechts: Chemisch aufgelöste Sauerstoff-<br />
XSW-Messungen bei 2600 eV Photonenenergie an den Spezies des O1s-<br />
XPS-Spektrums CeO x , Si-O-Ce und SiO x . Der Übersichtlichkeit halber<br />
sind die Sekundärsignalverläufe vertikal verschoben. (aus [62])<br />
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