Struktur und Energetik von Ag+Cu-Legierungsschichten
auf einer Re(0001)-Oberfläche
Ronald Wagner und Klaus Christmann
Frühjahrstagung der DPG in Regensburg 2000 Vortrag O 18.3
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Durch sukzessives Bedampfen einer Re(0001)-Oberfläche wurden bimetallische Filme von Cu und Ag präpariert und mittels LEED, TDS und XPS im UHV untersucht. Im Submono-lagenbereich wachsen 1:1-zusammengesetzte Filme pseudomorph auf mit deutlichen Veränderungen der LEED-I,V-Kurven. Ab ca. 4ML (Cu/Ag = 1:1) entsteht eine (25x25) LEED-überstruktur, die weder mit der bekannten Cu(14x14) noch der Ag(15x15) Phase identisch ist und offenbar eine neue Oberflächenphase anzeigt. Dabei scheint die beim Volu-mensystem Cu-Ag bestehende Mischungslücke durch die Vorgabe eines Adsorptionsplatz-gitters durch das Substrat überwunden werden zu können, und es entsteht eine Oberflächenlegierung aus Kupfer und Silber. Dies äußert sich auch in der Form der TD-Spektren, die anders als bei den reinen Cu- und Ag/Re(0001) Systemen keine gemeinsamen Anstiegsflanken besitzen. Offenbar verhindern entropische Effekte und attraktive Cu-Ag-Wechselwirkungen die Ausbildung einer Phasen-separation in reine Cu- oder Ag-Inseln und damit auch die Einstellung eines entsprechenden Gleichgewichts zwischen der 2D-Gas und 2D-Kondensatphase.
Wachstum von Cu auf einer gestuften Re(0001)-Oberfläche
Astrid Mohr, Klaus Christmann und Ronald Wagner
Frühjahrstagung der DPG in Regensburg 2000 Poster O11.5
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Auf einem gestuften Re(0001)-Kristall (monoatomare Stufen, Terrassenbreite ~ 30-200Å wurde Kupfer bei Temperaturen zwischen 300K und 600K im UHV aufgedampft und mit STM, XPS, AES, LEED und TDS im Bedeckungsbereich 0 < Q < 12 ML untersucht. Im Submonolagenbereich erfolgt die Keimbildung überwiegend an den Stufenkanten, und die Keime wachsen dendritisch auf die Terrassenflächen hinaus. Bei Bedeckungen Q > 1ML bilden sich bei erhöhter Temperatur neue Strukturen, unter anderem ca. 20Å breite Cu-Doppelstränge. Die hohe Stufendichte bewirkt, daß neben den (0001)-Terrassenplätzen 5 bis 10% Kantenplätze mit geänderten Bindungsverhältnissen der Cu-Atome vorliegen. Dies belegt die gegenüber denen von einer sehr wenig gestuften (0001)-Fläche deutlich geänderte Form der TD-Spektren, die bei den Mono- und Bilagenzuständen keine gemeinsame Anstiegsflanke mehr aufweisen. Bedeckungsgrade Q > 2 und niedrige Depositionstemperaturen um 300 K verursachen dreidimensionales (Cluster)-Wachstum (Stranski-Krastanov). Beim Erhitzen verdichtet sich diese Schicht, ohne aber völlig kompakt zu werden.
Statistisch-mechanische Berechnung von
Desorptionsenergien beim System Cu/Re(0001)
Ronald Wagner und Klaus Christmann
Frühjahrstagung der DPG in Regensburg 2000 Poster O11.155
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Präzise Messungen des Desorptionsverhaltens von Metall-auf-Metall-Systemen ermöglichen den Zugang zu relevanten energetischen und kinetischen Größen derartiger Systeme. Wir haben aus Cu-TD-Spektrenserien von einer Re(0001)-Oberfläche die Desorptionswärme Edes als Funktion der Bedeckung Q für verschiedene Temperaturbereiche bestimmt und erhielten konkrete Hinweise auf einen Phasenübergang 2D-fest-gasförmig. Auf semiempirischem Wege (Bragg-Williams- und Gittergasnäherung) wurde Edes in Abhängigkeit von Q und T simuliert und mit dem experimentellen Befund verglichen. Das perpendikulare Potential ist bis Q = 0.7ML konstant (Vz» 255 kJ/Mol) und nimmt dann auf Grund von Verschiebungen des Cu-Adsorbats aus seiner angepaßten Oberflächengitterlage stark ab. Insgesamt konnte nicht nur die Funktion Edes (Q) verifiziert werden, sondern es gelang auch mittels einer Analyse der Desorptionsordnung, die kritische Temperatur der 2D-Kondensatphase zu Tc » 1110K sowie die laterale (attraktive) Cu-Cu-Wechselwirkungsenergie zu ~ 6.2 kJ/Mol zu bestimmen.
LEED, TDS, AES und STM-Untersuchungen zur Struktur und zum Wachstum
von Silber auf Re(10-10)
Antje Vollmer, Klaus Schmidt, Astrid Mohr, Ronald Wagner und Klaus Christmann
Frühjahrstagung der DPG in Münster 1999 Vortrag O 23.12
Wir haben das Wachstum und die Struktur von Ag-Filmen auf der Re(10-10)-Oberfläche mit Hilfe von Video-LEED-Messungen, TDS, AES und STM untersucht. Für Q < 1 zeigen LEED Untersuchungen eine T-abhängige, reversible Umwandlung geordneter c(2x2), (1x4) und (1x1)-Phasen. Unsere STM-Untersuchungen zeigen für Q < 1 ein Inselwachstum. Die (1x4)-Phase entsteht innerhalb der Ag-Inseln durch eine periodische Anordnung von 2 mit Ag gefüllten und 2 leeren Gräben der anisotropen Re-Oberfläche. Für Q > 1 sehen wir in den ersten Lagen die Ausbildung von geschlossenen Filmen, für sehr hohe Bedeckungen eine Ordnung des Ag zu Strängen in [1-210]-Richtung. TD-Spektren zeigen 2 Desorptionsmaxima bei 1080K und 960K, die wir der Monolage und den nachfolgenden Multilagen zuordnen. Die Aktivierungsenergie der Desorption nimmt im Submonolagenbereich Werte zwischen 150 und 250kJ/mol an, für die Multilage entspricht sie der Sublimationsenergie von Ag.
Zur Wechselwirkung von
Kupfer mit der Re(0001)-Oberfläche
R. Wagner, D. Schlatterbeck, K. Christmann
Mit Hilfe von quantitativer thermischer Desorptionsspektroskopie und
LEED haben wir das zwei- und dreidimensionale Wachstum und die Energetik
von Kupferfilmen auf einer Re(0001)-Oberfläche im T-Bereich
zwischen 300 und 1200K studiert.
Der Anstieg der Kupferdesorptionsaktivierungsenergie bei kleinen Bedeckungsgraden
weist auf dominierende attraktive Kupfer-Kupfer-Wechselwirkungen hin; in diesem Bedeckungsgradbereich
weicht auch die Ordnung der Desorption vom Wert Null ab, die das Desorptionsverhalten
bei höheren Bedeckungsgraden gut beschreibt.
Durch die Anwendung eines neuen Auswerteverfahrens für thermische
Desorptionsspektren ergab sich die Möglichkeit, einen
Phasenübergang zu erkennen und im Hinblick auf laterale Wechselwirkungen
zu charakterisieren, der sich im Submonolagenbereich innerhalb der Cu-Aufdampfschicht
vollzieht und auf einem Gleichgewicht zwischen zweidimensionaler Gasphase
und zweidimensional kondensierter Phase beruht.
Die Ergebnisse werden diskutiert und mit dem ähnlichen (aber nicht
identischen) System Ag/Re(0001) verglichen.