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O: Oberflächenphysik

O 4: Oxide und Isolatoren / Phasenüberg
änge

O 4.8: Vortrag

Montag, 23. März 1998, 13:00–13:15, H37

Epitaktisches Wachstum und Struktur von Eisenoxidfilmen auf Pt(111) — •M. Ritter, W. Ranke und W. Weiss — Fritz-Haber-Institut der MPG, Faradayweg 4-6, Berlin

Das epitaktische Wachstum sowie die Struktur von Eisenoxid auf Pt(111) wurde für Schichtdicken vom Submonolagen- bis zum Mikrometerbereich mit Hilfe von STM und LEED untersucht. Wiederholtes Aufdampfen von Eisen und anschließendes Oxidieren führt zu einem Stranski-Krastanov-Wachstum. Die ersten Eisenoxidlagen wachsen in FeO(111)-Doppelschichten. Dabei beobachtet man mit wachsender Schichtdicke verschiedene Koinzidenzstrukturen, die durch unterschiedliche Gitterkonstanten und Verdrehungen der hexagonalen FeO(111)-Einheitszelle gegenüber der Pt(111)-Einheitszelle des Substrats sowie dadurch verursachte Moiremuster gekennzeichnet sind. Alle Gitterkonstanten der FeO-artigen Schichten sind gegenüber dem Volumenwert (3,04Å) lateral expandiert. Ab einer Schichtdicke von etwa 3 Doppellagen setzt das Wachstum von Fe₃O₄-Inseln ein. Die Fe₃O₄-Inseln wachsen in (111)-Orientierung und vereinen sich schließlich zu einem dicken Fe₃O₄-Film. Dieser kann in einer Hochdruckoxidation zu Fe₂O₃ transformiert werden.
Rechnungen zufolge ist unter unseren Präparationsbedingungen Fe₃O₄ die thermodynamisch stabilste Eisenoxidphase. Das Auftreten FeO-artiger Schichten im Anfangsstadium des Wachstums wird durch die Wechselwirkung mit dem Platinsubstrat ermöglicht.