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In-situ Stm

Um mit Rastertunnelmikroskopie direkt kinetische Vorgänge bei Wachstums- und Adsorptionsvorgängen zu untersuchen, müssen spezielle Anforderungen an den Mikroskopaufbau gestellt werden. Metall-, Oxid- und Halbleitersubstrate müssen bis zu Temperaturen von 800°C abgebildet werden. Während der Abtastung im STM sollen die Proben zugänglich für die Materialabscheidung aus Verdampfer- und CVD-Quellen, sowie für die Gasbeladung bei Absorptionsexperimenten sein (siehe Abb.). Für diese hohen experimentellen Anforderungen wird ein selbst entworfener Rastertunnelmikroskop-Typ verwendet, der sich verschiedenen experimentellen Gegebenheiten anpassen lässt.

Prinzip des STM

Skizze des Verwendeten Rastertunnelmikroskops mit Verdampferquelle, die auf die Probenposition während der Abbildung zeigt und so in-situ die Abbildung von Dünnschichtwachstumsvorgängen ermöglicht .

Im Folgenden sind einige Beispiele von STM-Messungen direkt während des Schichtwachstums in Form von kurzen Filmsequenzen gezeigt.

Beispiel 1 : Silizium-Epitaxie

In diesem Themenschwerpunkt wird die Homoepitaxie auf Silizium sowie das Wachstum von Silizidschichten auf Halbleitern untersucht, wobei auch die reaktive Abscheidung aus der Gasphase mit einbezogen wird.

CVD-Homoepitaxie auf Silizium

 


 

CVD-Homoepitaxie auf Silizium (111) bei 485°C
mit Disilan als Precursor-Gas p = 1 x 10-6, 2200 × 1700 Å2
Zerfall eines Si-Clusters

 


 

Zerfall eines Si-Clusters, Ostwald-Reifung bei 435°C

 

  • Untersuchung der Nukleationsprozesse von MBE-Siliziden
  • Charakterisierung von CVD-Siliziden
  • Untersuchungen zur Diamantabscheidung mit Hot-Filament CVD

 

Beispiel 2 : Metall-Epitaxie

Nukleation und Wachstum von Eisen auf W(110)

 


 

Nukleation und Wachstum von Eisen auf W(110) bei 300K, 1200 × 600 Å2
Nukleation der dritten Lage Eisen auf W(110)

 


 

Nukleation der dritten Lage Eisen auf W(110) und Entstehung eines zweidimensionalen Versetzungsnetzwerks,
500 × 450 Å2
Wachstum von Eisen auf Fe(110)

 


 

Wachstum von Eisen auf Fe(110) bei 300K, 3400 × 3000 Å2
Wachstum der ersten Lage von Kupfer auf W(110)

 


 

Wachstum der ersten Lage von Kupfer auf W(110) bei 300K, 1400 × 1000 Å2
Wachstum von Kupfer auf W(110)

 


 

Wachstum von Kupfer auf W(110) bei 300K und Übergang zum Wachstum auf Cu(111).

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