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

4 Strukturelle und chemische Zusammensetzung von Seltenerdoxid-Filmen
auf Si(111)
Beugungsebenen identisch ist. Der leicht erhöhte Wert der kohärenten Position von
Φ Si-O-Ce
c,(111)
(5-Cl) = 0.67 für (5-Cl) lässt darauf schließen, dass der mittlere vertikale
Abstand der Sauerstoffatome im Silikat für diese Präparation um etwa 0,4 Å vergrößert
ist. Auch weist die Chlor-Passivierung die höchste kohärente Fraktion für
die Silikat-Spezies auf. Der Anstieg der kohärenten Fraktion und der kohärenten
Position für (5-Cl) im Vergleich zu (5) und (5-Ga) ist höchstwahrscheinlich wieder
auf die starke Unterdrückung der Silikat-Spezies durch die Chlor-Passivierung
zurückzuführen.
Für die Siliziumoxidspezies SiO x findet man ähnliche Sekundärsignalverläufe für die
Präparationsbedingungen (5) und (5-Ga), die sich von dem Ce 2 O 3 Wachstum bei
(1) nicht merklich unterscheiden. Die kohärente Fraktion von f SiOx
c,(111)
(5-Ga) = 0,30
für das Gallium-passivierte Wachstum ist um ∆f SiOx
c,(111)
= 0,10 gegenüber dem nicht
passivierten Wachstum (5) erhöht bei einem Unterschied in der kohärenten Position
von ∆Φ SiOx
c,(111)
= 0,04. Dementsprechend ist die kristalline Ordnung des Siliziumoxid
für (5-Ga) gegenüber (5) bei annähernd gleichbleibendem mittlerem vertikalem
Abstand bezogen auf die Si(111)-Beugungsebenen nur leicht erhöht. Dies ist in guter
Übereinstimmung mit den spektroskopischen Ergebnissen, die ebenfalls keinen
nenneswerten Einfluss der Gallium-Passivierung auf die chemische Zusammensetzung
der Grenzfläche zeigen konnten. Sehr stark abweichend verhält sich jedoch
die kristalline Struktur der SiO x -Spezies für das Chlor-passivierte Wachstum (5-
Cl). Hier ist eine deutlich höhrere kohärente Fraktion von f SiOx
c,(111)
(5-Cl) = 0,69 zu
beobachten bei einer den anderen Präparationsbedingungen ähnlichen kohärenten
Position von Φ SiOx
c,(111)
(5-Cl) = 0,36. Demnach weist der Sauerstoff im Siliziumoxid für
(5-Cl) eine sehr viel höhere kristalline Ordnung auf bei annähernd gleichbleibendem
mittlerem vertikalem Abstand bezogen auf die Si(111)-Beugungsebenen. Dies deutet
analog zur Präparationsbedingung (1-Cl) zusammen mit den spektroskopischen
Ergebnissen auf das Vorhandensein von ultradünnen geordneten SiO x -Domänen hin.
An dieser Stelle sei darauf hingewiesen, dass amorphes Volumenmaterial wie Silikat
und Siliziumoxid durchaus bei einer Schichtdicke von einigen sehr wenigen atomaren
Lagen eine nicht verschwindende kohärente Fraktion f c > 0 aufweisen kann.
Aus den Untersuchungen zur chemischen und strukturellen Komposition der Grenzfläche
zwischen Ce 2 O 3 und Si(111) für die Präparationsbedingungen (1), (1-Cl),
(5), (5-Cl), (5-Ga) und (5-Ag) an Ceroxid-Filmen mit einer Schichtdicke von
(2–6) Å ergibt sich zusammenfassend folgendes Bild. Ausschließlich das vorherige
Absättigen von freien Siliziumbindungen durch Chlor führt zu einer drastischen
Unterdrückung der Silikat- und Siliziumoxid-Spezies an der Grenzfläche. Diese weisen
darüber hinaus eine hohe kristalline Ordnung auf, verglichen mit dem nicht
passivierten (1) und (5) und dem Gallium-passivierten Wachstum (5-Ga). Das
nicht passivierte und das Gallium-passivierte Wachstum führen in gleichem Maße
zur Bildung von Siliziumoxid- und Silikat-Spezies an der Grenzfläche, die eine
schlechte kristalline Ordnung aufweisen. Das Silikatwachstum überwiegt dabei
das Ce 2 O 3 - und das Siliziumoxidwachstum. Die Passivierung durch Adsorption von
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