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

Nachdem das System Ag/Re(10-10) ein so außergewöhnliches Verhalten in bezug auf Ordnungs-Ordnungs-Übergänge gezeigt hat, haben wir das vergleichbare System  Au/Re(10-10) gewählt, um zu untersuchen ob auch hier ein ähnliches Verhalten beobachtet werden kann. Von besonderem Interesse war hierbei der reversible, temperaturabhängige Übergang von geordneten LEED-Phasen, den wir im System Ag/Re(10-10) gefunden haben. Da Silber und Gold sich in vielen ihrer Eigenschaften nur wenig unterscheiden, wurden vor allem Untersuchungen im Hinblick auf mögliche Phasenübergänge durchgeführt.

Wir haben mit den Au-Filmen für verschiedene Bedeckungen, verschiedene Filmpräparationsmethoden und unterschiedliche Temperaturen erste Video-LEED-Untersuchungen und AES-Messungen durchgeführt. Bei niedriger Bedeckung sehen wir nach dem Aufdampfen bei Raumtemperatur zunächst eine (1x2)-Struktur, die nach Tempern auf 900K in eine stabile (1x1)-Phase übergeht. Diese genannte Bedeckung korrelieren wir auf Grund der Intensitätsverläufe der Re- und Au-Signale im AES und des Verhaltens der LEED-Phasen mit Q=0.1. Wir weisen allerdings darauf hin, daß es sich nicht um eine Bedeckungsgradeichung, sondern bestenfalls um eine Abschätzung handelt, die durch weitere Messungen mit unterschiedlichen Methoden verifiziert werden muß und hier nur als Anhaltspunkt dient.

Die im folgenden beschriebenen Bedeckungen wurden durch nicht kumulatives Aufdampfen des Silbers auf den jeweils frisch präparierten Re-Kristall erzeugt.

Für Q=0.25 erscheint bei Raumtemperatur ebenfalls eine (1x2)-Struktur, die durch Tempern auf 900K zunächst in eine (1x1)-Phase übergeht, aus der dann eine (1x4)-Struktur bei 800K entsteht. Aus der (1x4)-Phase bildet sich bei Raumtemperatur langsam, d.h. innerhalb von 30-40 min, die thermodynamisch stabile (1x1)-Phase. Erneutes Tempern liefert bei 900K wieder die (1x4)-Struktur. Auch hier sehen wir also wie beim System Ag/Re temperaturabhängige Ordnungs-Ordnungs-Übergänge.

Bei Q=0.5 erscheint dann eine neue LEED-Phase im Hochtemperaturbereich. Aus der zunächst bei 300K erhaltenen (1x2)- entsteht durch Tempern auf 900K eine (1x3)-Phase, die nach dem Abkühlen in eine (1x4)-Struktur übergeht. Heizen liefert wieder die (1x3)-, Abkühlen die (1x4)-Phase. Dieser Zyklus wurde mehrmals durchlaufen.

Dieses Verhalten beobachten wir ganz analog für Q=0.6 und Q=0.7. Bei Q=0.8 - 0.9 erscheint nach dem Aufdampfen ebenfalls zunächst eine (1x2)-Phase. Tempern liefert sofort die (1x4)-Struktur, die bei Raumtemperatur in die (1x1)-Phase übergeht, durch Heizen jedoch wieder in die (1x4) umgewandelt werden kann. Für Q=1 sehen wir  ausschließlich die (1x1)-Phase, die dann sehr schön ausgeprägt ist, gefolgt von einer (1x8)-Struktur bei Q=2.

Es bleibt anzumerken, daß neben Ag/Re(10-10) auch das Au/Re(10-10)-System einen temperaturabhängigen, reversiblen Phasenübergang bei konstanter Bedeckung zeigt. Für Ag auf Re sehen wir eine Umwandlung einer c(2x2)- in eine (1x4)-Phase, für Au auf Re einen Übergang (1x3) - (1x4); ersteres ist jeweils die Hochtemperatur- zweiteres die Raumtemperatuphase. Allerdings ist der Bedeckungsbereich für den Phasenübergang bei dem Gold-Rhenium-System wesentlich kleiner als beim Ag-Re-System. Während wir für letzteres einen Phasenübergang im gesamten Submonolagenbereich sehen, ist der Übergang im Au-Re-System auf den Bedeckungsbereich von 0.5<Q<0.7 beschränkt.

Die Untersuchungen zum System Au/Re(10-10) befinden sich derzeit noch in Anfangsstadium. Weitergehende Untersuchungen mit verschiedenen Meßmethoden werden zur Zeit durchgeführt.

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