Handbuch der Nanoanalytik Steiermark 2005 - lamp.tugraz.at

Lösungen
L41: Untersuchung von Reaktionswellenfronten
L41: Untersuchung von Reaktionswellenfronten
auf Oberflächen
und des Wachstums
von Filmen organischer Halbleiter
mittels PEEM
Die Leistungsfähigkeit von PEEM wurde als erstes
durch die Beobachtung sogenannter Reaktionswellenfronten
auf Oberflächen erkannt. Die Einwirkung
bestimmter Gasgemische auf katalytische
Oberflächen erzeugt Reaktionswellenfronten, die
man mittels PEEM, aufgrund der Austrittsarbeitsunterschiede
der temporär auf der Oberfläche vorhandenen
Adsorbate, beobachten kann. Die räumlich-zeitlichen
Muster bestehen aus konzentrischen
Ringen die sich von Defekten her ausbreiten. Die
Reaktion kann in Echtzeit (d. h. 30 Bilder/s) während
man die Reaktionsparameter Temperatur und
Gaspartialdruck ändert, verfolgt werden. Zudem
kann die Reaktion jederzeit angehalten werden, um
die genaue Zusammensetzung spezieller Bereiche
zu untersuchen. Abb. 1a zeigt eine Momentaufnahme
der (H 2 + NO => H 2 O + N 2 )-Reaktion auf einer
Rh-Oberfläche bei 250°C, wobei die dunklen Ringe
von Sauerstoff und die hellen Ringe von Stickstoff
auf der Oberfläche herrühren.
a
In einer interessanten Anwendung wurde mit
PEEM das Wachstum von Filmen organischer Halbleiter
untersucht, wie Abb. 1b anhand der Momentaufnahme
des Wachstums von Pentacene illustriert.
Dieses Beispiel zeigt die nicht-destruktive Natur von
PEEM, was besonders bei empfindlichen Proben einen
großen Vorteil gegenüber seinem Gegenstück,
dem Rasterelektronenmikroskop (SEM), darstellt.
Ein Review der Photoelektronenmikroskopie und
ihrer Anwendung in den Oberflächen- und Materialwissenschaften
findet sich in [1].
Abbildung 1:
b
(a) Reaktionswellenfronten auf Rh (Bildfeld
= 500 µm). (b) Fraktalwachstum
von Pentacene auf Si.
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