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

Abbildungsverzeichnis
2.1 Aufbau XPS. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
2.2 Energieniveaudiagramm. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
2.3 Chemischen Verschiebung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
2.4 Auger-Effekt. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
2.5 Mittlere freie Weglänge von Elektronen in Abhängigkeit ihrer kinetischen Energie.
Entnommen aus [15]. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
2.6 Schematische Darstellung der Geometrie bei einer XPS-Messung. Entnommen
aus [18]. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
2.7 Aufbau einer LEED-Apparatur. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
3.1 Schematische Darstellung des Magnesiumoxid-Kristallgitters. Zu sehen ist das
MgO Bulk-Gitter mit der Gitterkonstante aMgO=4,2117 ˚ A und die Oberflächeneinheitszelle
der (001)-Oberfläche. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
3.2 Ein kubisch flächenzentriertes Gitter mit eingezeichneter Tetraeder- und Oktaederlücke.
Die Oktaederlücken befinden sich zudem noch auf den Kantenmitten
des Gitters. Entnommen aus [11]. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
3.3 Schematische Darstellung des Eisenkristallgitters . . . . . . . . . . . . . . . . 16
3.4 Magnetit-Bulk-Einheitszelle. Entnommen aus [23] . . . . . . . . . . . . . . . . 17
4.1 Aufbau der Ultrahochvakuumkammer. Sie ist aus vier einzelnen Kammern
zusammengesetzt, die durch Ventile voneinander getrennt sind. Die Proben
können durch ein Transfersystem von einer Kammer in die nächste befördert
werden. Entnommen aus [11] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
4.2 Schematische Darstellung der XPS-Messanlage. Die Röntgenquelle emittiert
Röntgenstrahlung auf die Probe. Die Röntgenstrahlung regt Elektronen in der
Probe an. Die Photoelektronen verlassen die Probe und werden von dem Linsensystem
auf den Eingang des Halbkugelanalysators fokussiert. Nur Elektronen
mit einer passenden kinetischen Energie können den Analysator durchqueren
und von den Channeltrons detektiert werden. Entnommen aus [11] . . . . 21
4.3 XPS-Übersichtsspektrum eines gereinigten MgO-Substrats. Neben dem Peak
für Kohlenstoff sind noch die Signale für Argon und Molybdän zu erkennen.
Das Argon stammt aus der Schutzatmosphäre, in der das MgO geliefert wurde.
Das Molybdän-Signal wird durch Anregung von Photoelektronen aus dem
Probenhalter verursacht. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
4.4 Schematische Darstellung eines Molekularstrahl Verdampfers. Entnommen aus
[15] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
5.1 Beispiel für die Rekonstruktion des O 1s-und Fe 3p-Peak. . . . . . . . . . . . 28
5.2 Als Referenz für Fe 0 gewähltes XPS-Spektrum vom Fe 2p-Peak. . . . . . . . . 29
5.3 Referenz Fe 2+ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
5.4 Referenz Fe 3+ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
70