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

4.2 Charakterisierung ultradünner Ceroxid-Filme
Präparations- Schichtdicke Theo. Exp. Unordnung
bedingungen in Trilagen f c,(111) · D(CeO 2 ) f Nicht-Dipol
c,(111)
(1) 5 0,798 0,49 0,39
(1-Cl) 5 0,798 0,40 0,50
(5) 5 0,798 0,53 0,34
(5) 2 0,904 0,64 0,29
(5-Cl) 5 0,798 0,70 0,12
(5-Cl) 2 0,904 0,76 0,16
(5-Ga) 2 0,904 0,64 0,29
(5-Ag) 2 0,904 0,27 0,70
Tabelle 4.2 Bestimmung der kristallinen Qualität von ultradünnen Ce 2 O 3 -Filmen
(Präparationsbedingungen (1), (1-Cl) (5), (5-Cl), (5-Ga) und (5-
Ag)) anhand der im Film enthaltenen Unordnung U der Ce-Atome
mit Hilfe von quantitativen XSW-Modellierungen und deren Vergleich
mit den um Nicht-Dipol-Effekten bereinigten experimentellen kohärenten
Fraktionen f Nicht-Dipol
c,(111)
. Der Vollständigkeit halber ist die quantitative
Analyse aus dem vorherigen Abschnitt 4.2.2 hier noch einmal mit
aufgenommen.
U
für die Gallium-Passivierung ist identisch mit der nicht passivierten Präparation.
Vergleicht man noch einmal die Unordnung für unterschiedliche Schichtdicken unter
Präparationsbedingungen (5), fällt auf, dass die Unordnung mit einer Erhöhung
der Schichtdicke von 2 auf 5 Trilagen um 5 % zunimmt. Dies liegt leicht außerhalb
des angenommenen Fehlerbereichs und ist möglicherweise auf die Reifung der
Grenzfläche unter Zunahme von Silikat- und Siliziumoxid-Spezies durch die längere
Wachstumszeit und dem damit verbundenen längeren Angebot von Sauerstoff bei
hoher Substrattemperatur zurückzuführen. Eine vertiefte Analyse der Grenzfläche
ist Bestandteil des folgenden Abschnitts 4.2.4.
Zusammenfassend lässt sich festhalten, dass das zur Passivierung verwendete Adsorbat
keinen Einfluss auf den Oxidationszustand ultradünner Ceroxid-Filme mit
einer Schichtdicke von wenigen O-Ce-O Trilagen besitzt. Die Ceroxid-Filme weisen
einheitlich den Ce 3+ -Oxidationszustand (Ce 2 O 3 ) auf. Die Untersuchungen zur
kristallinen Qualität zeigen, dass Chlor mit Abstand zur besten Kristallinität der
Ce 2 O 3 -Filme führt, während Silber das Wachstum geordneter Filme verhindert und
sogar eine schlechtere Kristallinität induziert als das Wachstum von Ce 2 O 3 auf nicht
passiviertem Si(111). Die Adsorption von Gallium vor dem Wachstum von Ce 2 O 3
hat hingegen keinen Einfluss auf die kristalline Qualität des deponierten Ceroxid-
Films. Zusammen mit den Ergebnissen aus Abschnitt 4.2.2 wird deutlich, dass die
Passivierung von Si(111) durch Chlor im Gegensatz zur nicht passivierten Präpa-
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