Untersuchungen zur atomaren Struktur ultradünner Schichten von Mn-Oxiden auf Ag(001) und BaTiO3 auf Pt(001)

Abstract

In dieser Arbeit wurde die atomare Struktur von ultradünnen Schichten von Manganoxiden auf Silber und Bariumtitanat auf Platin untersucht. Dabei kamen Elektronenbeugungsmethoden und Rastertunnelmikroskopie (STM) zum Einsatz. Im ersten Teil werden Verbesserungen der Strukturbestimmungsmethode LEED-I(V) bei der Datenaufnahme und anschließenden Datenanalyse auf Basis eines neu entwickelten Algorithmus diskutiert. Mit der so verbesserten Methode wurden Intensitätskurven der Beugungsreflexe von Ag(001) ermittelt und die Relaxation der reinen Metalloberfläche mit einer Tensor-LEED Struktursimulation bestimmt. Obwohl die Relaxation der Ag(001)-Oberfläche seit vielen Jahren schon Gegenstand theoretischer und experimenteller Untersuchungen war, liegt damit die bisher genaueste Bestimmung der Oberflächenrelaxation von Ag(001) vor. Insbesondere ist es erstmals gelungen, eine signifikante Relaxation des zweiten obersten Lagenabstands nachzuweisen. Weiterhin wurde die Struktur von adsorbiertem Sauerstoff auf der Ag(001)-Oberfläche bei niedrigen Temperaturen mit Photoelektronenbeugung bestimmt. Die ultradünnen Manganoxidschichten auf Ag(001) wurden mit Rastertunnelmikroskopie untersucht. Dabei zeigt sich, dass MnO auf Ag(001) auch mit 9%iger Gitterkompression epitaktisch aufwächst. Die Mn3O4-Schichten zeigen zuerst eine p(2x1) Oberflächenterminierung, die einer Sublage der Volumen-Spinell-Zelle von Mn3O4 zugeordnet wird. Bei höheren Bedeckungen kommt jedoch eine zusätzliche c(2x2) Oberflächenterminierung hinzu, die so im Mn3O4 Volumenkristall nicht vorkommt. Es wurden ultradünne Bariumtitanat-Schichten auf Platin mit Magnetron-Sputter-Deposition aufgewachsen und sowohl über STM als auch LEED-I(V)-Kurven charakterisiert. Die Schicht wächst im Carpet-Mode auf und hat eine vergleichbare Oberflächenstruktur wie BaTiO3-Schichten auf SrRuO3.