Oxidation von Eisenschichten auf MgO(001)-Substraten - Universität ...

5.2 Oxidierte Eisenschichten 5. Experimentelle Ergebnisse
In Abbildung 5.9 sind die Fe 2p-Spektren derselben Probe nach jedem Behandlungschritt
dargestellt. Die Spektren wurden von unten nach oben nach steigender Behandlungsdauer
sortiert und mit Buchstaben a bis h bezeichnet. Die Fe 2p-Peaks wurden wie in Abschnitt 5.1.2
beschrieben mit Referenzspektren für Fe 0 , Fe 2+ und Fe 3+ rekonstruiert. Die Peakpositionen
des Fe 2p 3/2- und des Fe 2p 1/2-Peaks jedes Referenzspektrums wurden mit senkrechen Linien
markiert. Der Fe 2p 3/2-Peak für Fe 0 befindet sich bei EB ≈ 706,6 eV und der Fe 2p 1/2-Peak
bei EB ≈ 719,5 eV. Bei Fe 2+ liegen der Fe 2p 3/2-Peak bei EB ≈ 709,5 eV und der Fe 2p 1/2-
Peak bei EB ≈ 723,0 eV. Für Fe 3+ ist eine Linie für die Position des Fe 2p 3/2-Peak bei EB ≈
711,1 eV und des Fe 2p 1/2-Peak bei EB ≈ 724,5 eV eingetragen.
Die Ergebnisse der Rekonstruktion der Fe 2p-Spektren sind graphisch in Abbildung 5.10
zusammengefasst. Anhand des Fe 2p-Peaks kann nur der Anteil von Fe 0 , Fe 2+ und Fe 3+
bestimmt werden. Die unbehandelte Eisenschicht enthält im gemessenen Volumen 92% Fe 0 ,
8 % Fe 2+ - und 0 % Fe 3+ -Ionen. Nach der ersten Behandlung mit Sauerstoff verringert sich der
Fe 0 -Anteil deutlich auf etwa 29 %, während der Fe 2+ -Anteil auf 32 % und der Fe 3+ -Anteil
auf 39 % ansteigt. Die nächsten drei Behandlungsschritte mit Sauerstoff haben nur noch
wenig Einfluss auf die Probe, so dass alle Werte relativ konstant bleiben. Nach der vierten
Behandlung mit Sauerstoff liegt der Fe 0 -Anteil bei 25 %, der Fe 2+ -Anteil bei 32 % und der
Fe 3+ -Anteil bei 43 %. Durch das dreimalige Heizen der Probe wird der Fe 0 -Anteil auf 15%
und der Fe 3+ -Anteil auf 31 % reduziert, während der Fe 2+ -Anteil auf 54% ansteigt.
Abbildung 5.9: Fe 2p-Spektren der Eisenschicht, die viermal bei RT oxidiert und anschließend
dreimal getempert wurde. Die experimentellen Daten sind jeweils in verschiedenen
Farben dargestellt. Die Spektren sind von a nach h nach Behandlungschritten
sortiert. Die Postionen der Fe 2p 3/2- und der Fe 2p 1/2-Peaks der Referenzspektren sind
mit senkrechten Linien markiert.
35