Aufbau eines UHV-Tieftemperatur-Rastertunnelmikroskops zur Untersuchung atomarer Diffusionseffekte am Beispiel von Fe(110), W(110) und Cu(111)

  • Einzelne Schritte des epitaktischen Wachstums dünner metallischer Schichten werden in zeitaufgelösten Messungen mit Tieftemperatur-Rastertunnelmikroskopie untersucht. Das speziell hierfür entwickelte Mikroskop arbeitet mit atomarer Auflösung unter UHV-Bedingungen bei T = 11K - 300K. Durch die Kühlung der Proben kann die Kinetik der Diffusionsprozesse so weit reduziert werden, dass die Bewegungen einzelner Atome direkt mit dem LTSTM abbildbar sind. Es werden Untersuchungen der Systeme Ho/W(110) (bei T=300K), Fe/W(110), Fe/Fe(110) (bei T=11K-180K) sowie Cu/Cu(111) (bei T=13K) vorgestellt. Dabei wird eine Schwöbel-Barriere auch für Cluster direkt nachgewiesen. Die Diffusionsenergie von Eisenatomen auf Fe(110) wird über die Messung der temperaturabhängigen Inseldichte sowie direkt aus Diffusionsereignissen einzelner Fe-Atome bestimmt. Ferner werden Beispiele zur Oberflächenanalyse auf Cu(111) mittels atomarer Manipulation und Charakterisierung des elektronischen Oberflächenzustandes gegeben.
  • Individual steps of the epitactical growth of thin metallic films are investigated in time-lapsed measurements with low-temperature scanning tunnelling microscopy (STM). The microscope particularly developed for this purpose works with atomic resolution on UHV conditions between T = 11K and 300K. Kinetics of the diffusion processes are reduced by the cooling of the samples that the movements of individual atoms are directly imagable with the STM. Investigations of the systems Ho/W(110) (at T=300K), Fe/W(110), Fe/Fe(110) (at T=11k-180k) as well as Cu/Cu(111) (at T=13K) presented. A Schwoebel barrier is proven directly also for cluster. The diffusion energy of iron atoms on Fe(110) is determined in measurement of the temperature-dependent island density as well as directly from diffusion events of individual Fe-atoms. On Cu(111) surface analysis is performed using atomic manipulation. The elecronic surface state of this surface is directly characterized in spectroscopy measurements.

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Metadaten
Author:Guido PiaszenskiGND
URN:urn:nbn:de:hbz:294-6034
Referee:Ulrich KöhlerGND, Kurt WesterholtGND
Document Type:Doctoral Thesis
Language:German
Date of Publication (online):2003/03/18
Date of first Publication:2003/03/18
Publishing Institution:Ruhr-Universität Bochum, Universitätsbibliothek
Granting Institution:Ruhr-Universität Bochum, Fakultät für Physik und Astronomie
Date of final exam:2002/07/18
Creating Corporation:Fakultät für Physik und Astronomie
GND-Keyword:Rastertunnelmikroskopie; Tieftemperatur; Diffusion; Kristallwachstum; Cluster
Institutes/Facilities:Institut für Experimentalphysik IV, Arbeitsgruppe für Oberflächenphysik
Dewey Decimal Classification:Naturwissenschaften und Mathematik / Physik
faculties:Fakultät für Physik und Astronomie
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