High Temperature Structure Formation and Surface Diffusion of Silver on Silicon Surfaces

Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit Oberflächendiffusion und Strukturbildung an Oberflächen, speziell im Fall Silber auf Silizium. Unterschiedliche Methoden werden kombiniert um Si(001) und Si(111) Oberflächen als auch dazwischen liegende Orientierungen zu untersuchen. niedrigenergetische Elektronenmikroskopie (LEEM) und photoemissions Elektronenmikroskopie (PEEM) wurden verwendet um die Wachstumsdynamik und den Einfluss von Oberflächendiffusion auf die Strukturbildung an Oberflächen unter Ultrahochvakuum (UHV) Bedingungen zu untersuchen. Es wurden ein- und multi-kristalline Ag Inseln und selbstorganisierte Ag Drähte auf unterschiedlichen Si Oberflächen untersucht. Hierfür wurde Ag bei hohen Temperaturen auf Oberflächen aufgebracht, wobei die meisten Untersuchungen in-situ erfolgten. Die Struktur der Ag Inseln und Drähte und deren Orientierung zum Substrat wurde hauptsächlich mit niederenergetischer Elektronenbeugung an kleinen Bereichen (µ-LEED), hochauflösender niederenergetischer Elektronenbeugung (SPA-LEED) und Rasterelektronenmikroskopie (SEM) untersucht. Für die SEM Untersuchungen wurden die präparierten Proben aus dem UHV entnommen um sie in ein SEM zu transferieren und eine statistisch bessere Aussagekraft zu erreichen.
Ag(001) und Ag(111) Inseln wurden bei Temperaturen von bis zu 700°C gewachsen. Mit steigender Wachstumstemperatur verändert sich die überwiegende Form der Inseln von hexagonal zu dreieckig. Die relative Drehung zum Substrat wurde Untersucht und mit einem modifizierten gitter-koinzidenz Modell (CSL) verglichen. Der Vergleich zeigt eine ausgesprochen gute Übereinstimmung der experimentellen Daten mit der Theorie, bei der praktisch alle Drehwinkel erklärt werden.