Dresden 2003 – wissenschaftliches Programm
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O: Oberflächenphysik
O 37: Rastersondentechniken III
O 37.3: Vortrag
Freitag, 28. März 2003, 11:45–12:00, HSZ/02
3-Dimensionale Kraftfeldspektroskopie mit atomarer Auflösung auf NiO(001) — •Alexander Schwarz1, S. M. Langkat1, H. Hölscher2 und R. Wiesendanger1 — 1IAP, Mikrostrukturzentrum, Universität Hamburg — 2CAESAR, 53111 Bonn
Mit der Nichtkontakt-Rasterkraftmikroskopie im Vakuum ist unter Verwendung der Frequenzmodulationstechnik wahre atomare Auflösung möglich. Außerdem kann im Spektroskopiemodus lokal die Abstandsabhängigkeit der Kraft zwischen Spitze-Probe präzise gemessen werden. Wir haben die hohe Ortsauflösung und Kraftsensitivität unseres Tieftemperatur-Rasterkraftmikroskops (Hamburg-Design [1]) kombiniert und mit einer eisenbeschichteten Spitze auf NiO(001) in einem 1 nm x 1 nm großem Gebiet 32 x 32 = 1024 Punkte angefahren. An jedem Punkt wurde eine Spektroskopiekurve mit 256 Datenpunkten über einen Abstandsbereich von 10 nm aufgezeichnet [2]. Nahe der Oberfläche dominieren die kurzreichweitigen Wechselwirkungen, die für den atomaren Kontrast verantwortlich sind. Dadurch lassen sich die Kurven identifizieren, die entweder auf den Sauerstoff- oder den Nickelpositionen gewonnen wurden. Die nicht-elementspezifischen langreichweitigen Kräfte können mit einem 1/z-Potenzgesetz beschrieben werden. Die über den Nickel- und Sauerstoffatomen unterschiedlichen kurzreichweitigen chemischen Wechselwirkungen lassen sich durch ein Morse-Potential darstellen. Die Morse-Potential-Parameter Bindungsenergie und Abfallänge sind für Fe/Ni und Fe/O deutlich unterschiedlich.
[1] W. Allers et al., Rev. Sci. Instr. 69, 221 (1998).
[2] H. Hölscher et al., Appl. Phys. Lett. 81, 4428 (2002).