Wachstum und Charakterisierung dünner PTCDA-Filme auf ...

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6. Reinigung von GaN-Oberflächen 6.5. Zusammenfassung Gegenstand dieses Kapitels war die Reinigungsuntersuchung der polaren c-plane und der unpolaren a-plane GaN-Substratoberfläche von den Kontaminaten Kohlenstoff und Sauerstoff. Hierzu wurden zwei Reinigungsmethoden entwickelt, die sich aus der Kombination eines Heizschrittes gefolgt von Ga-Deposition/Desorption-Schritten bzw. einem N2-Plasma-unterstützen Reinigungsschritt zusammensetzen. Die XPS-gestützte Reinigungsuntersuchung zeigte, dass für beide Oberflächen der dominierende Reinigungseffekt bezüglich der Kohlenstoff- und Sauerstoffkontamination durch den ersten Heizschritt verursacht wurde. Von den anschließenden drei Ga-Deposition/Desorption-Schritten führte auf beiden Oberflächen nur der erste Schritt zu einer Reduktion der beiden Kontaminate, während die weiteren zwei keine deutliche Reduktion mehr zeigten. Für den N2-Plasma-unterstützten Reinigungsschritt konnte eine Reduktion sowohl der Kohlenstoff- als auch der Sauerstoffkontamination beobachtet werden. Es konnte gezeigt werden, dass dieser Reinigungsschritt einen deutlich stärkeren Effekt auf die Kohlenstoffkontamination als auf die Sauerstoffkontamination hat. Der abschließende lange Heizschritt führte auf der a-plane- und c-plane-Oberfläche zu einer Reoxidation durch das Restgas des UHV. Die Kohlenstoffkontamination konnte hingegen durch diesen Heizschritt auf beiden Oberflächen reduziert oder konstant gehalten werden. Eine Analyse der Stöchiometrie in Abhängigkeit von der Reinigungsmtehode ergab, dass die obersten Kristalllagen durch die Reinigungsmethoden nicht negativ beeinflusst werden und das ideale Ga:N-Elementverhältnis erhalten bleibt. Darüber hinaus ergaben STM- und LEED-Untersuchungen, dass die Reinigungsmethoden sowohl auf der c-plane- als auch auf der a-plane-Oberfläche zu einer Verringerung der Oberflächenrauigkeit führten. Zusammenfassend lässt sich somit sagen, dass beide Methoden geeignete Reinigungsprozesse darstellen. Ein nächster denkbarer Schritt wäre die Kombination dieser beiden Methoden. 124
7. Adsorption von PTCDA auf der GaN(0001)-Oberfläche Gegenstand dieses Kapitels sind die Untersuchungen zur PTCDA-Adsorption auf der GaN(0001)-Oberfläche. Hierbei werden das Wachstum bei Raumtemperatur, die Struktur der Moleküle auf der Oberfläche sowie Molekül-Substrat-Wechselwirkungen diskutiert. Zuvor wird in einer kurzen Einführung der derzeitige Wissensstand zur Adsorption von PTCDA auf III-V-Halbleitern zusammengefasst. Die experimentellen Details zu diesen Messungen sind in Abschnitt 4.3.3 angegeben. 7.1. Stand der Wissenschaft Im Gegensatz zu den Untersuchungen zu der Adsorption von PTCDA auf passivierten Silizium-Oberflächen gibt es nur sehr wenige Untersuchungen, die sich mit der Adsorption von PTCDA auf III-V-Halbleitern beschäftigen. Die ersten Analysen wurden 1995 von Hirose et al. [79] auf der GaAs(001)-Oberfläche durchgeführt. Die Autoren konnten auf der unpassivierten (2×4)/c(2×8)-Oberfläche nur eine willkürliche Anordnung der Moleküle beobachten. Für die mit Selen-passivierte GaAs(001)(2×1)-Oberfläche identifizierten sie hingegen ein geordnetes Wachstum der Moleküle in der HB-Struktur, was sie auf die schwachen Molekül-Substrat-Wechselwirkungen zurückführten. Einige Jahre später wurden die Wechselwirkungen zwischen der Selen-passivierten GaAs(001)(2×1)- Oberfläche und dem PTCDA mittels XPS untersucht [133]. Die Autoren konnten keine chemische Bindung zwischen den Molekülen und dem Substrat nachweisen, was konsistent mit der von Hirose et al. [79] gemachten Annahme ist. Aus der Abschwächung der Ga3d- und As3d-Emissionslinie mit zunehmender PTCDA-Menge konnten sie einen Stranksi-Krastanov-Wachstumsmodus ableiten. 2003 wiesen Nicoara et al. [134] ein geordnetes Wachstum von PTCDA auf der Schwefelpassivierten GaAs(001)(2×4)-Oberfläche nach. Mit dem STM konnten die Autoren beobachten, dass die Moleküle in der HB-Struktur angeordnet sind und im Stranksi- Krastanov-Modus aufwachsen. Kendrick et al. [135] analysierten 1997 die Adsorption 125
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Wachstum und Charakterisierung dün
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Abstract The growth of ordered thin
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Inhaltsverzeichnis 3.2.3. Wachstum
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1. Einleitung In den letzten Jahrze
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2. Physikalische Grundlagen 2.1. Di
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2.2. Der Wachstumsprozess 2.2. Der
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2.3. Grundlagen der Elektronenbeugu
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k f k i (hkl) G h,k,l (000) Abb. 2.
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2.4. Rastertunnelmikroskopie (STM)
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2.4. Rastertunnelmikroskopie (STM)
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2.5. Infrarot (IR)-Spektroskopie Di
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2.7. Röntgenphotoelektronenspektro
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elementspezifische Bindungsenergie
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3. Materialsysteme (a) Silizium Kri
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3. Materialsysteme 3.1.1. Passivier
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3. Materialsysteme weise eine Bedec
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3. Materialsysteme 3.2.3. Wachstum
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3. Materialsysteme Abb. 3.3.2: Kris
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4. Experimentelle Details Die im Ra
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4.1.1. Das XPS Spektrometer 4.1. Da
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Drehung gegen den Uhrzeigersinn Ein
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4.2. Das SPA-LEED-System nen auf de
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4.3. Probenpräparation 4.3.1. Prä
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4.3.4. Die Babykammer Um die Schich
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Seite 121 und 122: Intensität (arb. units) 294 CH x O
Seite 123 und 124: Chemische Charakterisierung 6.3. Re
Seite 125 und 126: Abb. 6.3.4: STM-Bild der Probenober
Seite 127 und 128: 6.3.2. N2-Plasma-unterstützte Rein
Seite 129 und 130: 6.4. Reinigung von GaN(2110)-Oberfl
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Seite 133 und 134: lfd. Nr. Reinigungsschritt 1 initia
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Seite 139 und 140: 7.2. Morphologische Untersuchungen
Seite 141 und 142: Höhe ( ) 5 nm 6 4 2 0 (b) 0 0.5 1.
Seite 143 und 144: Anhand der Signalpositionen in Abb.
Seite 145 und 146: 7.4. Molekül-Substrat-Wechselwirku
Seite 147 und 148: Intensität (arb. units) C-K-Kante
Seite 149 und 150: 8. Zusammenfassung und Ausblick Geg
Seite 151 und 152: mögliche Modifizierungsschritt, Pe
Seite 153 und 154: A. Anhang A.1. PTDA auf der Si(111)
Seite 155 und 156: A.2. Reinigungsergebnisse zu den Ga
Seite 157 und 158: A.2. Reinigungsergebnisse zu den Ga
Seite 159: A.3. PTCDA auf der GaN(0001)-Oberfl
Seite 162 und 163: Literaturverzeichnis [18] T. A. Wit
Seite 164 und 165: Literaturverzeichnis [57] A. R. Smi
Seite 166 und 167: Literaturverzeichnis [92] Z. Iqbal,
Seite 168 und 169: Literaturverzeichnis [127] S. Grede
Seite 170 und 171: Ahrens. Obwohl ihr beide sehr viel
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