Wachstum und Charakterisierung dünner PTCDA-Filme auf ...

3. Materialsysteme
3.1. Silizium
Silizium gehört der IV. Hauptgruppe des
Periodensystems der Elemente an und
ist nach Sauerstoff das häufigste Element
der Erdkruste. In vielen Bereichen des
täglichen Lebens, von Computersystemen
über mobile Kommunikation, finden sich
kombinierte siliziumbasierte Technologi-
a
en. Deshalb ist Silizium als grundlegender 0
Baustein aus kommerziellen Anwendungen
nicht mehr wegzudenken. Diese bedeutende
Stellung verdankt Silizium einer
Reihe besonderer Eigenschaften.
Silizium ist ein indirekter Halbleiter mit
einer Bandlücke von etwa 1,1 eV. Weiter- Abb. 3.1.1: Modell der räumlichen Elementarzelle
hin ist es unter Normalbedingungen rela- des Siliziums.
tiv inert und wird lediglich von Hydroxidionen
in basischer Lösung angegriffen. Es kann aber beispielsweise thermisch sehr leicht
oxidiert werden und bildet ein stabiles Oxid (SiO2), was z.B. Anwendungen als qualitativ
hochwertiges Gate-Oxid-Material zulässt. Aber auch amorphes Silizium findet heute
noch Anwendung in Photovoltaik. Im Gegensatz dazu wird in der Mikroelektronik polykristallines
und zumeist einkristallines Silizium in hochreiner Form benötigt. Kristallines
Silizium weist eine Diamantstruktur auf (siehe Abb. 3.1.1). Dies ist eine Struktur der kubischen
Klasse, die aus zwei fcc-Untergittern gebildet wird, wobei das eine um [ 1 1 1
4 4 4 ]·a0
gegenüber dem anderen verschoben ist. Jedes Siliziumatom eines Untergitters weist somit
vier nächste Nachbarn aus dem anderen Untergitter auf. Eine sp3-Hybridisierung der Orbitale, welche zur Ausbildung einer tetraedrischen Bindungsgeometrie führt, ermöglicht
diese Struktur.
In Abb. 3.1.2 (a) ist die Gitterstruktur, bezogen auf die [100]-Richtung, dargestellt.
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