Wachstum und Charakterisierung dünner PTCDA-Filme auf ...

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4. Experimentelle Details Reinigungs- und Messzyklus (a) Ga- Desorption Δ ≈ 750° STM STM LEED e - initial surface LEED e - 3 x LEED e - LEED e - Δ ≈ 600°-750°, 14h XPS Δ ≈ 750°,14h XPS XPS Ga- Deposition XPS STM initial surface LEED e - Δ ≈ 375°, 30 Min & Δ ≈ 700°, 10 Min STM LEED e - LEED e - Plasmabehandlung Δ ≈ 750°,14h XPS Δ ≈ 600°-750°, 14h Abb. 4.3.2: Schematische Darstellung der Reinigungszyklen (a) Ga-Desposition/ Desorption (b) Plas- mareinigung. In Abb. 4.3.2 sind die beiden Reinigungsverfahren schematisch dargestellt. Direkt nach dem Transfer der Proben aus der Stickstoffatmosphäre in die UHV-Anlage wurde der Anfangszustand (initial surface) mit Hilfe von LEED-, STM- und XPS- Untersuchungen charakterisiert. Anschließend wurde ein Reinigungszyklus mit einem Heizschritt (650 -750 ◦ C) initiiert. Diesem Heizschritt folgten, je nach Reinigung, drei Ga- Deposition/Desorption-Schritte oder aber eine N2-Plasmabehandlung. Bei der Gallium- Reinigung wurden zuerst einige Monolagen metallisches Gallium mittels eines kommerziellen Elektronenstrahl-Verdampfers der Firma Omicron GmbH [73] bei Raumtemperatur (RT) aufgedampft. Anschließend wurde die Probe auf 750 ◦ C geheizt, um das metallische Gallium wieder zu desorbieren. Die Plasma-Reinigung besteht aus einer 30 minütigen Behandlung mit atomarem Stickstoff (350 W) bei einer Substrattemperatur von 52 (b) LEED e - XPS XPS XPS XPS
4.3. Probenpräparation 375 ◦ C, gefolgt von einer 10 minütigen Plasmabehandlung bei 700 ◦ C Substrattemperatur. Vorherige Untersuchungen zeigten, dass diese Art der Plasmabehandlung zu einer Verbesserung der Oberflächenmorphologie führte [75]. Beide Reinigungszyklen werden durch einen längeren Heizschritt (etwa 14 Stunden) abgeschlossen. Wie den Schemata in Abb. 4.3.2 entnommen werden kann, wurden sämtliche Reinigungsschritte durch XPSund LEED-Messungen dokumentiert. Zusätzlich wurden vor und nach der Reinigung STM-Untersuchungen durchgeführt. Abweichungen der Zyklen werden in den relevanten Kapiteln angegeben. 4.3.2. Präparation der Si(111)-Proben Durchführung Shutterkontrolle Wasserkühlung Flansch Cu-Strahlungsschild + Shutter Al2O3 Tiegel + W Filament Abb. 4.3.3: Verdampfer nach dem Knudsen-Prinzip (nach [76]). Die Präparation der Proben erfolgte in den UHV-Anlagen am Institut für Festkörperphysik der Universität Bremen. Ein kommerzieller Siliziumwafer in (111)-Orientierung mit einem Fehlschnitt (miscut) von 0.2 ◦ wurde als Substrat verwendet. Je nach Probenhalter betrug die maximale Probengröße (10×10) mm 2 . Zum Entfetten und zur Entfernung makroskopischer Verunreinigungen wurden die Proben mittels Methanol gereinigt. Nach dem Transfer in das Vakuumsystem wurden die Proben für mindestens zwölf Stunden bei etwa 600 ◦ C ausgegast. Anschließend mussten die Substrate für eine kurze Zeit (etwa 10 s) auf bis zu 1200 ◦ C erwärmt werden, um die Oxidschicht zu entfernen und eine saubere (111)-7×7-Oberfläche zu erhalten. Das Erwärmen der Probe in dem UHV-System erfolgte, wie in Kapitel 4.3.1 beschrieben, durch einen Direktstrom, wobei die Temperatur wiederum mit Hilfe eines Infrarotpyrometers kontrolliert wurde. Die so hergestellten sauberen Si(111)-7×7-Oberflächen dienten als Ausgangsfläche für die folgenden Präparationen. 53
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Abstract The growth of ordered thin
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Inhaltsverzeichnis 3.2.3. Wachstum
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6. Reinigung von GaN-Oberflächen G
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6.1. Stand der Wissenschaft zen im
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Die N1s-Emissionslinie 6.2. Emissio
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Intensität (arb. units) 294 CH x O
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Chemische Charakterisierung 6.3. Re
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Abb. 6.3.4: STM-Bild der Probenober
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6.3.2. N2-Plasma-unterstützte Rein
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6.4. Reinigung von GaN(2110)-Oberfl
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lfd. Nr. Reinigungsschritt 1 initia
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7. Adsorption von PTCDA auf der GaN
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7.2. Morphologische Untersuchungen
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Höhe ( ) 5 nm 6 4 2 0 (b) 0 0.5 1.
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Anhand der Signalpositionen in Abb.
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7.4. Molekül-Substrat-Wechselwirku
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Intensität (arb. units) C-K-Kante
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8. Zusammenfassung und Ausblick Geg
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mögliche Modifizierungsschritt, Pe
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A. Anhang A.1. PTDA auf der Si(111)
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A.2. Reinigungsergebnisse zu den Ga
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A.2. Reinigungsergebnisse zu den Ga
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A.3. PTCDA auf der GaN(0001)-Oberfl
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Literaturverzeichnis [18] T. A. Wit
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Literaturverzeichnis [57] A. R. Smi
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Literaturverzeichnis [92] Z. Iqbal,
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Literaturverzeichnis [127] S. Grede
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Ahrens. Obwohl ihr beide sehr viel
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