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

4.2 Charakterisierung ultradünner Ceroxid-Filme
Es konnte lediglich anhand von Chlor-XSW-Messungen (Abb. 4.10) nach dem Wachstum
von 4 Ångström Ceroxid deponiert bei 450 ℃ und einem Sauerstoffhintergrunddruck
von p O2 = 2,2 × 10 −8 mbar (0,22-Cl) nachgewiesen werden, dass das Chlor
sich nicht mehr auf den on top-Plätzen, die es vor dem Wachstum einnimmt, befindet,
da sich sowohl die kohärente Fraktion als auch die kohärente Position stark
ändern. Dies ist im Einklang mit den spektroskopischen Ergebnissen des Cl1s-XPS-
Signals vor und nach dem Wachstum von Ceroxid ((1-Cl)), welches eine Segregation
des Chlors an die Oberfläche offenbart. Eine weitreichendere Untersuchung des
Verhaltens des Chlors in Abhängigkeit von dem Sauerstoffhintergrunddruck und
der Wachstumstemperatur während der Deposition von Ceroxid wurde während
der Diplomarbeit nicht durchgeführt und ist Bestandteil der Dissertation in Abschnitt
4.2.5.1.
Anhand chemisch sensitiver O1s-XSW-Messungen in (111)-Bragg-Reflexion, exemplarisch
in Abb. 4.9 dargestellt, konnte unter Verwendung des Sauerstoffs, welcher
im CeO x -Kristallgitter gebunden ist (CeO x -Spezies), erstmals gezeigt werden, dass
die Ce 2 O 3 -Filme in der Bixbyit-Struktur vorliegen. Dazu wurden im Rahmen der Diplomarbeit
die kohärente Position und die kohärente Fraktion von Sauerstoff und Cer
von unterschiedlichen Ceroxid-Kristallstrukturen in Abhängigkeit von der Schichtdicke
und der Verspannung des Films modelliert (siehe auch Abschnitt 2.5.1) und mit
den experimentellen Ergebnissen verglichen. Es stellte sich heraus, dass es durch
die XSW-Analyse des im CeO x -Kristallgitter gebundenen Sauerstoffs möglich ist,
Normalized Intensity (arb. units)
1.5
1.0
0.5
0.0
Cl1s
Reflectivity
3348.5 3349.5
Energy (eV)
f c = 0.72
Φ c = 0.76
Normalized Intensity (arb. units)
1.5
1.0
0.5
0.0
Cl1s
Reflectivity
3348.5 3349.5
Energy (eV)
f c = 0.27
Φ c = 0.62
Abb. 4.10 Reflektivitäten und zugehörige normierte inelastische Sekundärsignale
bei 3350 eV Photonenenergie in (111)-Bragg-Reflexion unter Verwendung
von Cl1s Photoelektronen. Links: Chlor-XSW-Messung vor der Deposition
des Ceroxid-Films an dem Chlor-passivierten Cl/Si(111)-(1 × 1) Substrat.
Rechts: Chlor-XSW-Messung nach dem Wachstum von 4 Å Ceroxid
bei einer Substrattemperatur von 450 ℃ und einem Sauerstroffhintergrunddruck
von p O2 = 2,2 × 10 −8 mbar. Der Übersichtlichkeit halber ist
der Sekundärsignalverlauf in der linken Teilabbildung vertikal verschoben.
(aus [62])
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