Regensburg 2000 – wissenschaftliches Programm

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O: Oberflächenphysik

O 33: Oxide und Isolatoren (II)

O 33.5: Vortrag

Donnerstag, 30. März 2000, 17:15–17:30, H44

Oxidation von Gold im Sauerstoff-Plasma — •H.-G. Boyen¹, B. Koslowski¹, C. Wilderotter¹, G. Kästle¹, P. Ziemann¹, R. Wahrenberg² und P. Oelhafen² — ¹Abteilung Festkörperphysik, Universität Ulm, D-89069 Ulm — ²Institut für Physik, Universität Basel, CH-4056 Basel

Eine der charakteristischen Eigenschaften von Gold ist es, oxidationsresistent gegenüber Erhitzen in Luft oder Sauerstoff zu sein. Wie der folgende Beitrag zeigt, bleibt diese Beständigkeit gegenüber Oxidation jedoch unter Plasmabedingungen nicht mehr erhalten. Hierzu wurden (111)texturierte Au Filme einem Sauerstoff-Plasma (50W, 3mbar, 40min) ausgesetzt und der Oberflächenbereich mittels Elektronenspektroskopie (UPS, MXPS) sowie Rastertunnelmikroskopie (STM) analysiert. Winkelaufgelöste Messungen der Au-4f Rumpfniveaus zeigen aufgrund des Auftretens einer um 1.8eV verschobenen spektralen Komponente die Anwesenheit einer Goldoxidschicht, deren Dicke zu 4nm abgeschätzt werden kann. Gleichzeitig wird eine starke Aufrauhung der Oberfläche mittels STM beobachtet, die man auf den Abbau mechanischer Spannungen zurückführen kann. UPS- sowie MXPS-Valenzbandmessungen zeigen übereinstimmend ein halbleitendes Verhalten des Oxids sowie den Typ der chemischen Bindung (Hybridisierung von Au-5d mit O-2p Zuständen). Das Goldoxid zersetzt sich beim thermischen Anlassen unter UHV oberhalb einer Temperatur von ca 85^∘C. Dabei bilden sich wieder die ursprünglichen glatten Terrassen aus, jetzt aber dekoriert mit zusätzlichen Au-’Nanohügeln’ (Höhe 3nm, Abstand 70nm).