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

6. Diskussion der Ergebnisse
Die LEED-Beugungsbilder der hergestellten Schichten zeigen, dass unabhängig von der Temperatur
kristalline Eisenoxidschichten entstanden sind. Es ist zu ersehen, dass die Reflexe mit
steigender Herstellungstemperatur schärfer werden. Das LEED-Beugungsbild der bei RT aufgedampften
Eisenoxidschicht zeigt ansatzweise eine (2 × 1 )-Struktur in zwei Domänen. Bei
373 K hat die hergestellte Probe auch eine (2 × 1 )-Struktur in zwei Domänen, jedoch mit
deutlicheren Reflexen. Diese Strukturen können keiner Eisenoxidphase zugeordnet werden.
Dies deutet auf ein fehlerhaftes Wachstum der Schicht hin. Die Oberfäche der bei 473 K hergestellten
Eisenoxidschicht weist eine (2×2)-Struktur auf, die eine ( √ 2× √ 2)R45 ◦ -Überstruktur
hat. Diese Struktur wird in der Literatur [31] für Magnetit gefordert. Allerdings stimmt die
Zusammensetzung dieser Schicht mit einem Fe 2+ /Fe 3+ -Verhältnis von etwa 3:2 nicht mit
der von Magnetit überein. Für Magnetit müsste ein Ionenverhältnis von Fe 2+ /Fe 3+ = 1:2
vorliegen. Die Tatsache, dass dennoch eine für Magnetit typische Struktur vorliegt, könnte
dadurch erklärt werden, dass beim Aufdampfen der Schicht zunächst eine Wüstit-Schicht entsteht
auf der anschließend eine Magnetit-Schicht aufwächst. Aufgrund der unterschiedlichen
Oberflächensensitivität von XPS und LEED würde die XPS-Messung die Zusammensetzung
des Schichtsystems wiedergeben, während das LEED-Beugungsbild die Struktur der oberen
Schicht zeigt. Die bei 573 K reaktiv hergestellte Eisenoxidschicht hat eine (2 × 2)-Struktur.
Diese Struktur wird für das Eisenoxid Maghemit [31] gefordert. Allerdings stimmt auch hier
das bestimmte Ionenverhältnis von Fe 3+ /Fe 2+ nicht mit dem von Maghemit überein. Auch in
diesem Fall kann duch die Annahme eines Schichtsystems ein Zusammenhang zwischen XPSund
LEED-Ergebnissen hergestellt werden. In diesem Fall würde beim Aufdampfen zunächst
eine Wüstit-Schicht enstehen, auf der eine Maghemit-Schicht aufwächst.
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