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

4.2 Charakterisierung ultradünner Ceroxid-Filme
Ce Fluorescence Yield
Abb. 4.13
XSW-Daten (offene Symbole) und theoretische
Anpassung nach der dynamischen Theorie
der Röntgenbeugung (durchgezogene Linien)
unter Verwendung der CeL α -Fluoreszenz
in (111)-Bragg-Reflexion bei einer Photonenenergie
von 5,9 keV nach dem Wachstum
von (4.9 ± 0.5) O-Ce-O Trilagen Ceroxid auf
Chlor-passiviertem Cl/Si(111)-(1 × 1) bei einer
Substrattemperatur von 500 ℃ und einem
Sauerstoffhintergrunddruck von p O2 =
1 × 10 −6 mbar (10-Cl)
Normalized Intensity (arb. units)
2.5
2.0
1.5
1.0
0.5
0
Reflectivity
(10−Cl)
f c = 0.65
Φ c
= 1.10
−1 0 1
E−E (eV) Bragg
Die Situation ändert sich vollständig für die Präparationsbedingungen (5) und (5-
Cl) wie Abb. 4.12 (b) zu entnehmen ist. Hier weisen die Amplituden und Phasen der
zugehörigen Fourierkoeffizienten die Werte f CeLα
c,(111)
(5) = 0,53 und ΦCeLα
c,(111)
(5) = 1,11
für (5) bzw. f CeLα
c,(111)
(5-Cl) = 0,70 und ΦCeLα
c,(111)
(5-Cl) = 1,10 für (5-Cl) auf. Die kohärenten
Fraktionen unterscheiden sich demnach bei annähernd gleicher kohärenter
Position um ∆f c,(111) = 0,17. Dies bedeutet, dass die Kristallinität des Ceroxid-
Films, welcher bei (5-Cl) gewachsen wurde, sehr viel höher ist als die Kristallinität
des bei (5) präparierten Ceroxid-Films und demnach die Chlor-Passiveriung bei
einem Sauerstoffhintergrunddruck von p O2 = 5 × 10 −7 mbar einen äußerst förderlichen
Einfluss auf die Kristallinität ultradünner Ce 2 O 3 -Filme hat. Vergleicht man
die kohärenten Fraktionen der nicht passivierten Proben (1) und (5) ist festzustellen,
dass der Sauerstoffhintergrunddruck während des Wachstums einen geringen
Einfluss auf die Kristallinität der Ceroxid-Filme hat, da sich die kohärenten Fraktion
lediglich um ∆f c,(111) = 0,04 unterscheiden. Erhöht man den Sauerstoffhintergrunddruck
beim Chlor-passivierten Wachstum von Ce 2 O 3 auf p O2 = 1 × 10 −6 mbar
(10-Cl), ergibt sich eine kohärente Fraktion von f CeLα
c,(111)
(10-Cl) = 0,65 und eine
kohärente Position von f CeLα
c,(111)
(10-Cl) = 1,10. Während sich die kohärente Position
verglichen zu Präparationsbedingungen (5-Cl) nicht ändert, sinkt die kohärente
Fraktion um ∆f c,(111) = −0,05. Dies bedeutet eine geringe Verschlechterung der
kristallinen Qualität des Ce 2 O 3 -Films. Aus diesem Grund ist davon auszugehen,
dass beim Wachstum von Ce 2 O 3 -Filmen auf Cl/Si(111)-(1 × 1) bei einer Wachstumstemperatur
von 500 ℃ die maximale kristalline Qualität bei dem Verhältnis
von Sauerstoffhintergrunddruck zu Cer-Fluss, welches bei Präparationsbedingungen
(5-Cl) vorliegt, erreicht wird.
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