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

5.5.2 Bedeckung: 8ML < θ < 9ML
5.5 Heizreihe
Bei höherer Bedeckung (f = 600Hz) ließ sich ebenfalls nach dem Bedampfen kein Reflex
finden und einjustieren, weshalb auch hier nach demselben Prozedere beim Heizen verfahren
wurde (Abbildung 5.26). Die Temperatur war T = 250 ◦ C und wurde für eine Dauer
von t = 50min. gehalten. Die Elektronenenergie E entspricht hier beim Substrat einer
Out-Phase: E = 54,7 eV, (SEisen = 1, 75, SSilber = 2, 5). Der Effekt beim Heizen war hier,
ebenfalls wie bei der 200Hz-Probe mit einer Bedeckung von θ ≈ 3ML, eine zunehmende
Rekonstruktion der Oberfläche und die Ausbildung einer Kristallstruktur aus dem amorphen
Film heraus, allerdings gestaltete sich der Ablauf leicht unterschiedlich:
Die Intensität der gemessenen Beugungsreflexe steigt auch hier stetig an (Faktor 2,5 Veränderung
während t = 50min.). Die Halbwertsbreite des (01)-Reflexes vergrößert sich
anfangs hingegen leicht von ungefähr 5%BZ auf 8%BZ mit zunehmender Intensität, um
dann zum Ende der Heizreihe auf 6,3BZ% wieder abzufallen. Auch die angefittete Lorentz-Funktion
des Spitzenprofils des (00)-Reflexes steigt von ungefähr 7%BZ auf 13%BZ
und fällt zum Schluss der Heizreihe auf ca. 10%BZ ab. Dieses Verhalten kann mehrere
Gründe haben.
Nicht ausgeschlossen werden kann zum Einen, dass während des Heizens durch thermische
Verspannungen z.B. Mosaike entstanden sind, die die Halbwertsbreite verbreitern.
Ein anderer Grund wäre der Ablauf des Formierungsprozesses der Eisenatome. Es könnte
sein, dass der amorphe Eisenfilm zunächst in Lagen mit größeren, mittleren Terrassenbreiten
abgeschlossen ist, die wir aber mit den Methoden der Beugung nicht bestimmen
können (Abbildung 5.23).
Mit erhöhter Temperatur und Diffusion der Atome auf der Oberfläche ordnen diese sich
nun neu an, so dass erstmals durch den kristallisierenden Effekt eine Struktur im SPA-
LEED erkennbar ist (Zeitpunkt t < 10min., obere Bilder 5.26), das Zeitfenster aber noch
zu klein ist, um diese lokal begrenzten, abgeschlossenen Lagen zu energetisch bevorzugtem
Inselwachstum bzw. statistisch verteiltem Wachstum zu durchbrechen und Cluster
zu formen.
Setzt die Clusterbildung mit fortschreitender Zeit dann ein, könnte dies zu einer temporär
geringeren Fernordnung führen durch lateral verwinkelt zueinander ausgerichtete und
stochastisch verteilte Cluster (10min. < t < 20min., mittlere Bilder 5.26).
Bei 20min. < t < 50min. ist dann genügend Zeit verstrichen, so dass die Inseln sich durch
Diffusion zu Würfeln (Bedingung: Adsorbierte Atome haben genug Diffusionsenergie, um
die Energiebarrieren an Stufenkanten zu überwinden (step crossing)) formen und sich entlang
der bcc-Fe(001)-Richtung auf der fcc-Ag(001)-Achse ausrichten können
(STM-Scan: (5.25) Bürgler [12]). Vereinzelte vagabundierende Eisen-Atome könnten dabei
etwaige Zwischenräume und Leerstellen auffüllen, so dass die Struktur geordneter wird.
Der Ordnungsprozess wäre an dieser Stelle abgeschlossen und die Reflexe in Abbildung
5.26, untere Bilder, erreichen eine Schärfe, die sich für dieses System nicht mehr merklich
erhöht und einen Grenzwert darzustellen scheint.
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