Epitaktische Eisenschichten auf Ag(001) - AG Wollschläger ...

2 Theorie und Grundlagen
2.5 Oberflächen- und Überstrukturen
Das Thema dieser Bachelorarbeit gehört zum Fachgebiet der Oberflächenphysik. Bei der
Untersuchung von Festkörpern erhalten Oberflächen eine eigene Kategorie. Der Grund
sind unterschiedlich physikalische und chemische Eigenschaften in Bezug zum Kristallvolumen.
Man spricht von halb-unendlichen Kristallen mit der Oberfläche als Grenzfläche.
Die Oberfläche umfasst so viele Atomlagen, wie sie sich noch charakteristisch vom Volumen
abhebt. Als Kompensation für fehlende Bindungspartner an der Oberfläche führen
Relaxationen und Rekombinationen zu energetisch günstigeren Zuständen und einer erniedrigten
freien Oberflächenenergie. Bei der Rekonstruktion wird zusätzlich zur Relaxation
noch die Translationssymmetrie verändert. Ist eine Oberfläche rekonstruiert, kommt es
zur Bildung einer Überstruktur. Mit den fünf zweidimensionalen Bravais-Gittern lassen
sich sowohl die Oberfläche als auch die darunterliegende Kristall- bzw. Substratvolumenstruktur
beschreiben (Abbildung 2.4).
Abbildung 2.4: Die fünf 2D-Bravais-Gitter: a) quadratisch (a1 = a2, α = 90 ◦ ), b)
rechtwinklig-primitiv (a1 �= a2, α = 90 ◦ ), c) rechwinklig-zentriert (a1 �= a2, α = 90 ◦ ), d)
hexagonal (a1 = a2, α = 60 ◦ ), e) schiefwinklig (a1 �= a2, α �= 90 ◦ ); Übersicht entnommen
aus [3]
Die Überstrukturbasisvektoren sind eine Linearkombination der Gittervektoren der darunterliegenden
Substratgitterstruktur. Es seien �a1 und �a2 die Basisvektoren des Substratgitters.
Die Basisvektoren werden dann durch
� b1 = G11�a1 + G12�a2
� b2 = G21�a1 + G22�a2
(2.19)
(2.20)
dargestellt. Hier sind Gij mit i, j ∈ {1, 2} die Matrixelemente der Transformationsmatrix
G. Die inverse Matrix G −1 von G ist analog die Transformationsmatrix der reziproken
Gitterbasisvektoren zur Überstruktur.
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