3 Auger-Elektronenspektroskopie (AES) - KOPS - Universität Konstanz

2 Experimentelle Grundlagen
Unter MBE versteht man die in den Sechzigerjahren
erfolgte Verfeinerung des bereits
früher bekannten Aufdampfens. Man verbindet
mit diesem Begriff Ultrahochvakuumbedingungen
(Basisdruck ≤ 10 −10 mbar), thermische
Erzeugung des Dampfstrahls sowie insitu
Präparations- und Untersuchungsmöglichkeiten.
Da – anders als bei der CVD – keine chemischen
Prozesse auf der Oberfläche stattfinden
und Diffusion (die bei CVD den Materialtransport
besorgt) keine Rolle spielt, kann
2.2 Die MBE-Anlage MEDUSA
Die für diese Arbeit benutzte Vakuumanlage
MEDUSA wurde 1996/97, teilweise unter
Verwendung von Teilen der Vorgängerkammer
GISI neu aufgebaut. Die Kammer ist in
den Dissertationen von G. Filleböck [Fil98]
und H. Wider [Wid02] genauer beschrieben,
die folgende Beschreibung bleibt daher sehr
allgemein.
Bis auf das Rastertunnelmikroskop befinden
sich sämtliche Präparations- und Untersuchungsstationen
in einem einzigen Rezipienten
und werden von einem Manipulator angefahren.
Dieser Manipulator (Omniax der
Fa. Thermo Vacuum Generators) ist in drei
Translationsrichtungen verfahrbar sowie um
seine Längsachse schwenkbar. Da sich früher
(siehe [Wid02]) das Fehlen eines azimutalen
Freiheitsgrades für die MEED-Experimente
als sehr nachteilig erwiesen hat, wurde dieser
durch einen SH2-Kopf (ebenfalls Vacuum
Generators) ergänzt. Dieser hat über einen
Treibriemen einen azimutalen Freiheitsgrad.
Wegen der thermischen Isolation ist der Manipulatorkopf
relativ groß und macht teilweise
(besonders in Position 3) aufwendiges
Rangieren notwendig.
Das SH2-System hat sich aber für die verwendeten
Probenteller als zu schwach erwiesen.
Die Positionen des Manipulators sind im
einzelnen:
12
die Substrattemperatur frei gewählt werden
(und sehr viel niedriger sein als bei CVD).
Dies ermöglicht präzisere Kontrolle des Depositionsprozesses,
gerade im Hinblick auf Interdiffusion
und bei der Herstellung von Multischichten
[SaW93]. Gegenüber der Sputterdeposition
ist der thermisch erzeugte Molekularstrahl
frei von Clustern.
Für großtechnische Anwendungen ist die
MBE wegen ihrer vergleichsweise geringen
Depositionsraten weniger geeignet.
1. ist die Position für PAC-Spektroskopie.
Die Probe wird dazu in eine Quarzglasglocke
eingefahren, um die vier Szintillationsdetektoren
angeordnet sind. Da
zur Zeit keine PAC-Messungen stattfinden,
wurde diese Position abgebaut.
2. dient dem Umsetzen der Probenträger
vom Schleusen- auf den Hauptmanipulator,
früher auch dem Aufsetzen der
radioaktiven Sonden. Anstelle des Indiumverdampfers
wurde ein Probenlager
mit vier Plätzen eingebaut.
3. Hier werden die Schichten mittels zweier
Elektronenstoß- und zwei widerstandsbeheizten
Verdampfern präpariert.
Zu in-situ Untersuchungen dient
ein 2-Gitter-reverse-view-LEED und
ein Auger-Spektrometer mit zentraler
Elektronenkanone.
4. In dieser Position kann die Probe
durch Kathodenzerstäubung mittels
einer Sattelfeld-Ionenquelle gereinigt
werden. Außerdem dient die Position
zum Transfer in die STM-Kammer.
Die Hauptkammer wird mittels einer
Ionenzerstäuber- und einer Titansublimationspumpe
auf einem Basisdruck von
2 − 4 ∗ 10 −10 mbar gehalten.