Plenarvorträge - DPG-Tagungen

Oberflächenphysik Montag
We report the growth of CoO–films on Si substrates. The characterization
of the electronic and geometrical structure took place by MIES/UPS
and STM/AFM, respectively. Two strategies were pursued for the preparation
of the CoO films: (1) Co films (10 layers) were prepared by thermal
evaporation of Co onto Si substrates. The films were characterized
by XPS, and MIES/UPS(HeI). The Co film was then exposed to oxygen
(2000L) at 500K under ”in situ” control of MIES and UPS(HeI). (2) Co
and O2 (10ML in 7min at 10 −6 mbar) were co–deposited at 400K, and
were characterized by XPS, and MIES/UPS. Although both procedures
give films that display the electronic structure of bulk CoO, procedure
(2), according to STM, produced a superior geometric structure. Both
MIES and UPS display 5 spectral features. However, characteristic differences
are seen. The same behaviour has been seen before for LaCoO3
and NiO. By recalling that the He ∗ probe atom, employed for MIES, interacts
far more efficiently with the diffuse O2p states of the O 2− anions
than with the rather compact Co3d states of the Co 2+ cations, the qualitatively
different behaviour, seen in MIES and UPS, can be explained on
the basis of a Co2O11 cluster model (S. Masuda et al: P.R.L. 71 (1993)
4214).
O 14.68 Mo 18:00 Bereich C
Elektronen-Energieverlust-Spektroskopie am Schichtsystem
Fe/NiO — •V. Bocatius, B. Fromme und E. Kisker — Institut
für Angewandte Physik, Heinrich-Heine Universität Düsseldorf, 40225
Düsseldorf
Dünne ferromagnetische Schichten (Fe) auf einem antiferromagnetischen
Substrat (NiO) sind Grundbausteine für Magnetfeldsensoren.
Ein solches Schichtsystem wird z.B. in Spin-Valve-Strukturen eingesetzt.
Wir haben dünne Fe-Filme (0.5 bis 60ML) auf in-situ gespaltene
NiO-Einkristalle aufgedampft. Mit Hilfe der Elektronen-Energieverlust-
Spektroskopie (EELS) konnte gezeigt werden, dass in der Grenzfläche von
NiO und Fe sowohl oxidiertes Eisen als auch reduziertes Nickel entsteht.
O 14.69 Mo 18:00 Bereich C
Modellversuch zum Design eines non contact lateral force cantilevers
— •Tobias Kunstmann, Lukas Spickermann, Andreas
Schlarb und Rolf Möller — Universtität Duisburg-Essen, Institut
für Experimentelle Physik, Universitätsstr. 3-5, 45141 Essen
Zur Messung von Reibung mit einem non-contact AFM benötigt man
lateral schwingende Spitzen. Durch die Modifikation eines kommerziellen
Cantilevers mittels Ionenstrahlätzens soll dies erreicht werden. Ein
Teil des Cantilevers soll hierzu so abgetragen werden, dass ein weiterer
Schwingungsmode ermöglicht wird, bei dem die Spitze sich parallel zur
Oberfläche bewegt. Die Resonanzfrequenz dieser Bewegung soll separat
angeregt werden können. Die hier gezeigten Vorexperimente wurden an
einem makroskopischen Modell (1000:1) durchgeführt. Zuerst wurde die
Übertragbarkeit des Modells auf die Originalgröße mittels eines einfachen
Cantilevers überprüft. Danach wurde das Schwingungsverhalten und die
Resonanzfrequenzen für das modifizierte makroskopisches Modell experimentell
bestimmt. Ein Vergleich mit finite elements Rechnungen zeigt
qualitativ das gleiche Verhalten. Wir können zeigen, dass sich bei geeigneter
Geometrie die Spitze überwiegend lateral zur Oberfläche bewegt.
Diese Bewegung lässt sich selektiv anregen.
O 14.70 Mo 18:00 Bereich C
Hochauflösende Rasterkapazitätsspektroskopie an Halbleitermikrostrukturen
— •Martin von Sprekelsen, Volker Hagen,
Theophilos Maltezopoulos und Roland Wiesendanger — Universität
Hamburg, Institut für Angewandte Physik, Zentrum für Mikrostrukturforschung,
Jungiusstrasse 11, 20355 Hamburg
Rasterkapazitätsmikroskopie (SCM) ist ein etabliertes Verfahren zur
Analyse zweidimensionaler Dotierungsprofile von Halbleiterbauelementen.
In der Entwicklung, Kontrolle und Fehleranalyse hat es sich als
leistungsfähig und zuverlässig erwiesen. Mit diesem üblichen Messverfahren
lassen sich Ladungsträgerkonzentrationen bei konstanter Probenbiasspannung
abbilden und daraus Rückschlüsse auf die zugrundeliegenden
Dotierungsprofile ziehen.
Bei fester Biasspannung treten unvermeidbare Effekte wie Aufladung
der Probenoberfläche, spannungsabhängige Orts- und Dotierungsauflösung
etc. auf, die dabei jedoch die Interpretation der gewonnenen
Messdaten erschweren. Diese Probleme lassen sich mittels der
Rasterkapazitätsspektroskopie (SCS) dadurch umgehen, dass für jeden
Messpunkt eine vollständige Kapazitäts-Spannungs-Kurve aufgenommen
wird. So werden für den gesamten technologisch relevanten Bereich
vollständige und genaue Ergebnisse über Dotierungskonzentrationen und
die räumliche Lage von Dotierungsübergängen ermöglicht. Über die technische
Umsetzung des Konzeptes (sog. High-Speed-SCS) wird berichtet.
Spektroskopische Messergebnisse an heterogenen Dotierungsprofilen zeigen
Ortsauflösungen bis hinab zu 6 nm.
O 14.71 Mo 18:00 Bereich C
Aufbau eines Tieftemperatur-Hochmagnetfeld-Rastertunnelmikroskops
mit X-Y-Verschiebetisch und Spitzenwechsel —
•Torge Mashoff, Daniel Haude, Markus Morgenstern
und Roland Wiesendanger — Institut für Angewandte Physik,
Jungiusstraße 11, 20355 Hamburg
Für UHV-Rastertunnelmikroskopie bei T=6 K in Magnetfeldern bis
zu 6 T wurde ein sehr kleines (⊘=26 mm) Mikroskop mit X-Y-
Verschiebetisch und Spitzenwechselmechanismus aufgebaut. Die X-Y-
Verschiebung wird durch einen Piezo-Stack, der im Slip-Stick-Modus arbeitet,
realisiert und erlaubt Verfahrwege bis zu 1.5 mm. Der Spitzenwechsel
nutzt den implementierten Grobannäherungsmechanismus nach
dem Walker-Prinzip und basiert auf einer mechanischen Halterung der
Spitze. Erste Testmessungen bei tiefen Temperaturen werden präsentiert.
O 14.72 Mo 18:00 Bereich C
Design of a scanning tunneling microscope for variable temperatures
in an ultra-high-vacuum environment — •Stefan Kuck,
Germar Hoffmann, and Roland Wiesendanger — Institut für
Angewandte Physik und Zentrum für Mikrostrukturforschung, Universität
Hamburg, Jungiusstr. 11, 20355 Hamburg
To study the temperature dependence of the growth and the local
electronic/magnetic properties of molecular systems, we designed a variable
temperature scanning tunneling microscope (VT-STM). The whole
compact and rigid microscope body is connected to a liquid helium flow
cryostat and rests on a commercially available damping stage. The STM
is installed in an ultra-high-vacuum system for insitu preparation of substrates
free of contamination. Molecules are sublimated from mobile evaporators,
whereby deposition onto substrates mounted and cooled in the
STM is possible. We will discuss the design concept of the system and
present first results.
O 14.73 Mo 18:00 Bereich C
Temperature dependence of atomic friction on graphite —
•Lars Jansen 1,2 , Andre Schirmeisen 1,2 , Hendrik Hölscher 1,2 ,
and Harald Fuchs 1,2 — 1 Westfälische Wilhelms Universität,
Physikalisches Institut, Wilhelm-Klemm Str. 10, 48149 Münster —
2 CeNTech, Center for Nanotechnology, Gievenbecker Weg 11, 48149
Münster
One fundamental mechanism of atomic scale friction is believed to be
the so-called sick-slip mechanism, mathematically described by the Tomlinson
model [1]. Previous investigations have shown that the temperature
plays a crucial role for the velocity dependence of atomic scale friction
[2]. The reason is that for finite temperatures the underlying frictional
forces follow a statistical distribution.
The aim of our work is to extract these distributions from data acquired
with an atomic force microscope (AFM) under ultra-high-vacuum
conditions. Comparison with the ’ramped creep’ model [3] indicates good
agreement with our experiments. Furthermore, we measure the temperature
dependence of these distributions. As the main sample serves a vacuum
cleaved HOPG-surface on which we can demonstrate the stick-slip
mechanism with high resolution and good reproducibility. Measurements
are performed in a temperature range from 100 K - 300 K.
[1] Tomlinson, Phil. Mag. 7, 905 (1929)
[2] Gnecco et al., Phys. Rev. Lett. 84, 1172 (2000)
[3] Sang et al., Phys. Rev. Lett. 84, 174301 (2001)
O 14.74 Mo 18:00 Bereich C
Chemical Reactivity Properties of Thiol Self-Assembled Monolayers
on Au(111) observed by STM/ AFM — •Till Hagedorn,
Andre Schirmeisen, Lifeng Chi, and Harald Fuchs
— Physikalisches Institut & CeNTech, University of Muenster,Wilhelm-
Klemm-Str. 10, 48149 Muenster, Germany
In this work self-assembled monolayers of thiols on Au(111) were investigated
with STM/ AFM methods under UHV conditions p≈ 10 −10
mbar) at room temperature. The preparation is done by chemisorbtion
in a 3 mM ethanolic solution of 11-Mercapto-1-undecanol (SH-(CH2)11-
OH) outside the UHV chamber. Heating at approximately 120 ◦ C under