3 REM-KL Untersuchungen an Halbleitern

REM-KL Untersuchungen an Halbleitern 20
Electronic) ist es möglich, kontinuierliche Messungen von Bildsequenzen durchzuführen.
Dabei weist das vorhandene System bezüglich lateraler und zeitlicher Auflösung eine große
Flexibilität auf. Bei geeigneter Wahl der Parameter ist ein quasi TV-Betrieb möglich. In der
vorliegenden Arbeit wurde die DynREM-KL zum in-situ Studium von Versetzungsbewegungen
genutzt (siehe Kapitel 6).
Eine wichtige Entwicklung im Rahmen des Gesamtsystems ist ferner die Konstruktion
einer in-situ Mikrodeformationsvorrichtung. Der Aufbau ist schematisch in Abb. 3.1.b)
skizziert. Mit Hilfe einer elektrochemisch geätzten Wolframspitze (Spitzenverrundung
1-5µm) konnten auf GaAs- und CdTe-Proben in-situ Deformationen in Form von „Mikroeindrücken“
und Ritzen (Kratzern) eingebracht werden. Die Spitze befindet sich dabei, befestigt
an der Halterung des sphärischen Spiegels, im Fokus der KL-Optik und auf der Achse des
elektronenoptischen Ablenkungssystems. Der Indentierungsvorgang kann demzufolge direkt
in der SE- und KL-Mode beobachtet werden. Aus der Literatur ist nur ein vergleichbares
Experiment bekannt [akc92].
3.1.3 Probenpräparation
3.1.3.1 Probenmaterial, Orientierung, Herstellung geeigneter Probenoberflächen
Als speziell ausgewähltes Material für die Untersuchung von Gleitversetzungsstrukturen im
Zinkblendegitter dienten CdTe-Volumenkristalle. Eine detaillierte Beschreibung des Probenmaterials
und der Präparation findet sich in [hoe97]. Die Kristalle wurden kristallografisch
orientiert und (001)- und ±(111)-Oberflächen präpariert. (110)-Oberflächen wurden durch
Spaltung erzeugt.
Für die Beobachtung von Versetzungsbewegungen nach dem REDG-Effekt wurden
GaAs:Si Volumenkristalle der Orientierungen (001) und ±(111) benutzt. Das Material ist n-
leitend (n: ≈10 18 cm -3 ). Die Präparation erfolgte in analoger Weise wie im Falle des CdTe.
Die Probenkristalle zeigten eine zu vernachlässigende Konzentration an Präparationsdefekten.
Zum kontrollierten Ätzabtrag der CdTe-Volumenproben wurde für alle Orientierungen
1%-ige Lösung von Brom in Methanol bei Raumtemperatur verwendet [win92]. Damit ergab
sich für die untersuchten Oberflächen eine etwa gleiche Ätzabtragsrate von ca. 4µm/min.
Mittels optischer und rasterelektronenmikroskopischer Untersuchungen konnte ein ausreichend
flächenhafter Abtrag ohne Bildung störender Ätzstrukturen bestätigt werden. Eine
leichte Kantenabrundung an Mikrohärteeindrücken und an den Kristallkanten wurde
beobachtet.
Die Polarität der {111}CdTe-Oberflächen wurde mittels Röntgenbeugung ermittelt (siehe
Anhang 9.5).
3.1.3.2 Plastische Deformation mittels Mikroindentierung
Die mittels Mikroindentierung durchgeführte lokale plastische Deformation dient der
Einführung von Versetzungsquellen und der Erzeugung einer definierten Ausgangskonfiguration
von Gleitversetzungen in korrelierten {111}-Gleitsystemen. Ziel ist die
Verfügbarkeit eindeutig identifizierbarer Versetzungsanordnungen mit ausreichend isolierten,
gleitfähigen Einzelversetzungen entsprechend dem Gleitprismenmodell (Kapitel 2.3). Dabei