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Niklas Fornefeld

• In this study the adsorption kinetics of the stable radical TEMPO on the pristine and on water functionalized Si(001) surface was examined using HREELS, STM and LEED under controlled UHV conditions. On clean Si(001), TEMPO adsorbs only at 11% of the surface Si atoms forming an unordered adlayer at 300K, but effectively protects the whole surface from further reaction. On the water adsorbed (H,OH)/Si(001) surface, TEMPO passivates the naturally remaining 4% of unreacted Si surface atoms (dangling bonds) leaving the SiH and SiOH moieties untethered at 300K. By carrying out time-, temperature-, and angle- resolved HREELS series, different adsorption mechanisms and successively formed layers of TEMPO on both surfaces for 105K<T<300K were distinguished. A novel approach for the analysis of dynamic HREELS data based on inelastic impact scattering intensities is introduced and utilized in the scope of this work.
• In dieser Arbeit wurde die Adsorptionskinetik des stabilen Radikals TEMPO auf der reinen und der wassergesättigten Si(001)-Oberfläche mit HREELS, STM und LEED untersucht. Es zeigte sich, dass TEMPO auf der reinen Si(001)-Oberfläche nur an 11% der freien Si-Atome adsorbiert und bei 300K eine ungeordnete Monolage ausbildet, die dennoch die gesamte Oberfläche effektiv passiviert. Auf der wasserbedeckten (H,OH)/Si(001)-Oberfläche adsorbiert TEMPO bei 300K selektiv an die 4% der natürlich unreagierten Si-Atome (dangling bonds), wobei die SiH- und SiOH-Gruppen unberührt bleiben. Mit Hilfe von zeit-, temperatur- und winkelaufgelöste HREELS-Messungen konnten verschiedene Adsorptionsmechanismen und sich sukzessiv aufbauende TEMPO-Lagen im Temperaturbereich zwischen 105K<T<300K getrennt beobachtet werden. Ein neuer Ansatz zur Auswertung von HREELS-Daten auf Basis der inelastischen Stoßstreuungsintensität wurde entwickelt und für die Auswertung der zeitaufgelösten HREELS-Daten angewendet.