Rastertunnelmikroskopie an epitaktischen Eisenschichten auf MgO ...

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5 Messergebnisse 5.3 Eisen auf MgO(100) 5.3 Eisen auf MgO(100) In diesem Kapitel werden die Ergebnisse der einzelnen Messungen vorgestellt. Insgesamt wurden für diese Arbeit 17 Proben hergestellt, von denen nur 5 mit dem STM messbar waren. Das Problem hierbei liegt darin, dass MgO ein Isolator ist und deshalb die hergestellte Eisenschicht keinen elektrischen Kontakt zum Probenhalter hat. Die 5 messbaren Proben wurden vor dem Einsetzen in den Probenhalter an einer der Ecken der Oberfläche mit einer 40nm dicken Goldschicht bedampft. Diese Schicht liegt mit einem Teil auf dem Probenhalter auf, der andere Teil wird später, von der Eisenschicht bedeckt. Auf diese Weise hat die hergestellte Schicht eine elektrisch leitende Verbindung zum Probenhalter. Die Herstellung der Eisenschichten der Proben wurde bei unterschiedlichen TemperaturendesSubstratsdurchgeführt.FürdiejeweiligeTemperaturwurdejeweils,eine Probe mit viel Leistung und eine Probe mit weniger Leistung über einen längeren Zeitraum bedampft. Die unterschiedlichen Zeiten des Aufdampfzyklus resultieren daraus, dass jede Schicht für die gleiche Frequenzänderung des Schwingquarzes am Verdampfer (siehe Kapitel (4.6)) hergestellt wurde. Bei einer niedrigeren Leistung des Verdampfers dauert dieser Prozess länger. Obwohl die Frequenzänderung des Quarz für alle Proben identisch ist, variiert die Schichtdicke zwischen 10nm und 60nm. Es wurde versucht, die Dicke der Schicht mittels Röntgenbeugung [14] zu bestimmen. Aber durch den vergleichsweise dicken Goldkontakt war dies nur im Rahmen der Näherung für die Schichtdicke von 10nm bis 60nm möglich. Eine Übersicht über die Parameter der Proben wird in Tabelle (1) gezeigt. Für eine Probe Temperatur Verdampferleistung Zeit Quarzfrequenzänderung pro Sekunde [ ◦ C] [W] [s] [1] 1 30 28,5 1800 5,6 2 30 32 840 11,9 3 200 32 755 13,3 4 200 28 1855 5,4 5 100 32 922 10,9 Tabelle 1: Übersicht aller mit STM messbaren Proben mit den wichtigsten Parametern. bessere Beurteilung der Schichtqualität bezüglich Verunreinigungen durch Fremdstoffe wurden die Schichten mit XPS untersucht. Die Spektren der XPS-Messungen sind in Abbildung (5.7) dargestellt. Es sind die Spektren der Eisenschichten aller relevanten Proben abgebildet. In der Abszisse ist die Bindungsenergie der Elektronen in eV aufgetragen, auf der Ordinate ist die Anzahl der Photoelektronen in willkürlichen Einheiten (Arbitrary units) angegeben. Zur besseren Ansicht sind die Spektren entlang der Ordinate verschoben worden. Die Spektren stimmen in den wesentlichen Punkten qualitativ überein. Das heißt, dass die Peaks von Eisen, Magnesium und Sauerstoff in den Bereichen des XPS- Spektrum liegen, in den sie liegen sollten. Das führt dazu, dass von einer vergleichbaren Stöchometrie ausgegangen werden kann. 33
5.3 Eisen auf MgO(100) 5 Messergebnisse Intensität [Arbitrary units] 1200 1000 800 600 400 Bindungsenergie [eV] Probe 5 Probe 4 Probe 3 Probe 2 Probe 1 Abbildung 5.7: Übersicht der XPS-Spektren aller Proben. Auf der Abszisseist die Bindungsenerige in eV aufgetragen, auf der Ordinate die Anzahl der Photoelektronen in willkürlichen Einheiten (Arbitraryunits).ZurbesserenAnsichtsinddieSpektrenentlangderOrdinateverschobenworden. 200 0 34
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