Regensburg 2000 – scientific programme

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O: Oberflächenphysik

O 19: Epitaxie und Wachstum (IV)

O 19.11: Talk

Tuesday, March 28, 2000, 18:45–19:00, H36

Wachstum durch Ionenbeschuß auf Al(111) — •Carsten Busse, Henri Hansen und Thomas Michely — I. Physikalisches Institut, RWTH Aachen, 52056 Aachen

Da Ionenbeschuß einer Oberfläche zur Zerstäubung von Atomen führt, erwartet man auf einer bestrahlten Probe einen Erosionsprozeß. Im Gegensatz zu dieser Annahme bewirkt ein Bombardement der Al(111)-Oberfläche mit niederenergetischen Ne⁺-, Ar⁺- und Xe⁺-Ionen ein anfängliches Wachstum, das hier mittels STM beobachtet

wird. Für 1 keV Xe⁺ bei 300 K erreicht die Bedeckung fast 2 Monolagen (ML), erst danach setzt die Erosion ein. Um die Materialbilanz

auszugleichen, müssen sich bis zu 4,4 ML Leerstellen unter der Oberfläche befinden.

Die Beobachtung läßt sich mit einem durch molekulardynamische Simulationen nahegelegten Mechanismus erklären: Durch die Wechselwirkung des Ions mit dem Festkörper bildet sich ein "Thermal Spike" aus, dessen Temperatur hier weit oberhalb der Schmelztemperatur liegt. Ein Teil der erzeugten Schmelze fließt an die Oberfläche (circa 50 Atome pro Einschuß). Im Festkörper bleiben dann thermisch stabilere Leerstellencluster zurück. Berechnungen auf der Basis dieses einfachen Modells liegen in guter Übereinstimmung mit den Experimenten.