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

4.2 Charakterisierung ultradünner Ceroxid-Filme
(5-Ga) zeigt keinen relevanten Einfluss auf die chemische Komposition der Grenzfläche
verglichen mit dem Wachstum von Ce 2 O 3 auf nicht passiviertem Si(111) (5).
Lediglich der mittlere Oxidationszustand der SiO x -Spezies unterscheidet sich mit
∆x = 0,3 in der Si1s- XPS-Analyse, während im O1s-XPS-Spektrum kein Unterschied
auszumachen ist. Eine Intensivierung der Reifung der Grenzfläche unter
Bildung von SiO x - und Si-O-Ce-Spezies ist durch die Adsorption von Silber (5-Ag)
vor dem Wachstum von Ce 2 O 3 festzustellen.
Nachdem die Grenzfläche spektroskopisch untersucht worden ist, soll jetzt anhand
von chemisch sensitiver O1s-XSW-Messungen die Struktur der Silikat- (Si-O-Ce)
und Siliziumoxid-Spezies (SiO x ) analysiert werden. Hierzu zeigt Abb. 4.18 die entsprechenden
Sekundärsignalverläufe der Spezies Si-O-Ce und SiO x zusammen mit
den Reflektivitätskurven, welche in (111)-Bragg-Reflexion bei 2,6 keV (1)–(1-Cl)
und 3,35 keV (5)–(5-Ga) aufgenommen wurden, für die Präparationsbedingungen
(1), (1-Cl), (5), (5-Cl) und (5-Ga). Die O1s-XSW- Daten (1) und (1-Cl) entstammen
dabei der Diplomarbeit [62]. Für die Präparationsbedingung (5-Ag) liegt
leider kein entsprechender O1s-XSW-Datensatz aufgrund der limitierten Messzeit an
der Synchrotronstrahlungsquelle DORIS III vor. Qualitativ ist sofort zu erkennen,
dass sich die Sekundärsignalverläufe der Si-O-Ce- und SiO x -Spezies stark ähneln.
Lediglich die Überhöhung der Sekundärsignalverläufe ist für das Chlor-passivierte
Wachstum (1-Cl) und (5-Cl) gegenüber den anderen Präparationsbedingungen
sehr viel stärker ausgeprägt und weist auf eine höhere kohärente Fraktion und damit
auf eine höhere atomare Ordnung der einzelnen Spezies hin. Für eine quantitative Betrachtung
sind die Werte für die kohärenten Fraktionen und die kohärenten Positionen
in Tab. 4.4 der Übersichtlichkeit halber nochmals zusammengefasst. Die Werte
der kohärenten Positionen für die SiO x -Spezies bewegen sich zwischen Φ SiOx
c,(111) = 0,29
und Φ SiOx
c,(111)
= 0,39 und weichen damit maximal um ∆ΦSiOx
c,(111)
= 0,10 voneinander ab.
Für die Si-O-Ce-Spezies erhält man kohärente Positionen zwischen Φ Si-O-Ce
c,(111)
= 0,53
und Φ Si-O-Ce
c,(111)
= 0,67. Dies entspricht einer maximalen Differenz von ∆Φ SiOx
c,(111) = 0,14.
Daraus kann geschlossen werden, dass die mittlere vertikale atomare Position der
Präparationsbedingung
f SiOx
c,(111)
Φ SiOx
c,(111)
f Si-O-Ce
c,(111)
Φ Si-O-Ce
c,(111)
(1) 0,24 0,39 0,35 0,61
(1-Cl) 0,54 0,39 0,85 0,65
(5) 0,20 0,29 0,13 0,53
(5-Cl) 0,69 0,36 0,26 0,67
(5-Ga) 0,30 0,33 0,21 0,56
Tabelle 4.4 Kohärente Fraktionen und kohärente Positionen der Spezies SiO x und
Si-O-Ce der Präparationsbedingungen (1), (1-Cl), (5), (5-Cl) und (5-
Ga) aus Abb. 4.18
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