Hamburg 2001 – wissenschaftliches Programm
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HL: Halbleiterphysik
HL 24: Poster II
HL 24.44: Poster
Donnerstag, 29. März 2001, 10:30–19:00, Rang S\ 3
Topographie von Si-Spaltflächen im Bereich von nm bis µ m — •J.K. Garleff, K. Sauthoff, M. Wenderoth, K.J. Engel, N. Quaas, T.C.G. Reusch und R.G. Ulbrich — IV. Physikalisches Institut der Universität Göttingen, Bunsenstr. 13, 37073 Göttingen
An einem Modellsystem für den Sprödbruch, einkristallinem Silizium, wurden die im Bruch freigelegten Oberflächenkonfigurationen der (111) und der (110) Spaltfläche mit AFM auf der Sub-µ m-Skala und mit X-STM (Spalten in situ im UHV) auf der atomaren Skala untersucht sowie mit dem Lichtmikroskop charakterisiert. In den Experimenten wurden Probendicken (50 - 270 µ m), die Methoden zur Präparation der Initialstelle des Bruchvorgangs und die Bruchgeometrie (Biege- sowie Mode-I-Belastung) variiert.
Si (111) Proben (d = 240 µ m), bei denen der Startpunkt des Bruchs durch einen in die Probe gesägten Schlitz vorgegeben wurde, haben folgende Ergebnisse geliefert: Sie zeigen auf der µ m-Skala einen wiederholten Wechsel zwischen optisch glatten und rauhen Bereichen. Mit STM und AFM findet man in den optisch glatten Bereichen monoatomare Terrassen (Breite: 30 - 100 nm, selten 3 × 3 µ m 2). Die dazwischenliegenden Stufen weisen eine Vorzugsrichtung parallel zur Bruchausbreitung auf. Auf der atomaren Skala erweist sich die (2×1) Rekonstruktion dieser Oberflächen als instabil: Im STM wurde bei T = 300K eine hohe Mobilität der Atome beobachtet. Die Strukturen der Spaltfläche interpretieren wir im Rahmen des Modells dynamischer Instabilität [PRB 60 (7) 4789 (1999)] als Beschleunigen und Abbremsen der Bruchfront.
Diese Arbeiten wurden im SFB 345 von der DFG unterstützt.