Silber auf Re(10-10)
Dr. Antje Vollmer

Im Gegensatz zur basalen Re(0001)-Fläche mit ihrer geringen Korrugation von <0.1Å weist die Re(10-10)-Fläche eine starke Anisotropie mit Gräben in [1-210]-Richtung auf, die Korrugation beträgt 0.86Å. Es war daher von besonderem Interesse, Silber auf dieser Rhenium- Oberfläche zu deponieren und dessen Struktur und Wachstum mit dem von Silber auf der Re(0001)-Fläche zu vergleichen.

Das System Ag/Re(10-10) zeigt im Submonolagenbereich mehrere LEED-Überstrukturen, die bei einer vorgegebenen Bedeckung ausschließlich von der Temperatur abhängen.

Hochtemperaturphase  c(2x2), 500K	Phasenübergang  c(2x2) - (1x4) - c(2x2) - (1x4)	Raumtemperaturphase  (1x4)

Über einen weiten Bereich von 0.1 ML bis 0.8 ML erhält man bei Raumtemperatur eine (1x4)-Überstruktur, die sich durch bloßes Erwärmen auf 600K in eine c(2x2) Phase überführen läßt. Abkühlen liefert wieder die (1x4)-Struktur, die sich ihrerseits nach mehreren Stunden in eine (1x1)-Phase umwandelt. Erneutes Heizen führt wieder in den Zyklus c(2x2) - (1x4) - (1x1) zurück.

Zwischen Q=0.8 und Q=1 läßt sich keine c(2x2)-Überstruktur mehr erzeugen, doch bleibt die (1x4)-Struktur erhalten.

Wir führen das Auftreten dieser Überstruktur im gesamten Submonlagenbereich auf ein Inselwachstum mit interner (1x4)-Struktur zurück. Vorsichtiges Tempern regt jedoch die Silberatome thermisch an, so daß sie einander "ausweichen" können. Tatsächlich müssen bereits bei Raumtemperatur  attraktive Wechselwirkungen zwischen den Silberatomen vorliegen, da eine (1x1)-Struktur stabil ist, bei der alle Gräben des Re mit Silber gefüllt sind.

Bei Abschluß der Monolage beobachten wir zunächst pseudomorphes Wachstum, für Bedeckungen Q>2ML wächst der Film jedoch mit seiner arteigenen Gitterkonstante weiter, was sich im LEED- Bild durch das Auftreten von aufgespaltenen Reflexen in [1-210]-Richtung zeigt. Ab einer Bedeckung von 8-10 ML sehen wir in [0001]- Richtung laufende LEED- Reflexe, was auf eine Facettierung des Silberfilms hinweist.

Unsere STM- Untersuchungen stützen diese Erkenntnis. So sehen wir zunächst ein Inselwachstum des Silbers bis zum Abschluß der ersten Lage, danach ein Lagenwachstum der ersten Lagen, gefolgt von der Ausbildung von "Silbersträngen" in [1-210]-Richtung, die zwischen 50 und 150Å breit und ebenso hoch sind und sich nach Tempern über mehrere 10000Å in [1-210]-Richtung geordnet erstrecken.

Im Submonolagenbereich zeigen die STM- Untersuchungen zunächst Inselwachstum des Silbers, wobei mit steigender Bedeckung lediglich die Inseldichte zunimmt. Die atomar aufgelöste (1x4)-Überstruktur innerhalb der Inseln ist eine Struktur mit abwechselnd zwei besetzten und zwei freien Rheniumgräben. Wir können verfolgen, wie sich diese Phase in die (1x1)-Phase umwandelt, bei der alle Re-Gräben innerhalb einer Insel besetzt sind. Leider ist es uns wegen thermischer Drift nicht möglich, die c(2x2)- Hochtemperaturphase atomar aufzulösen, wir sehen jedoch, daß sich ein über die gesamte Oberfläche "verwischter" Film ausbildet.

Die Thermodesorption liefert zwei Zustände bei 1110K und 1000K (Heizrate b=7.4K/s), die wir mit der Monolage und den Multilagen korrelieren. Die Desorptionsenergie steigt im Submonolagenbereich zunächst an und nimmt ab einer Bedeckung von Q=0.5 bis zum Abschluß der Monolage wieder ab. Für die Multilagen ergibt sich eine Desorptionsenergie, die mit der Sublimationsenergie des reinen Silbers von 266kJ/mol vergleichbar ist.

Augerelektronenspektren weisen ebenfalls auf ein Lagenwachstum hin. Eine Steigungsänderung der Intensitätsverläufe der Silber- bzw. Rhenium-Signale fällt mit dem Auftreten der (1x1)-LEED-Phase und der aus Thermodesorptionsspektren ermittelten Monolagenbedeckung zusammen.

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A. Vollmer, "Struktur und Wachstum dünner Silber- und Goldfilme auf einer Re(10-10)-Oberfläche", Inaugural-Dissertation, FU Berlin, 1999