Fachbereich 11 - Physik
Physikalisches Institut
Dynamik an Grenzflächen (Prof. H. Zacharias)

Röntgen-Photoelektronen-Beugung

Für viele Eigenschaften von Grenzflächen ist ihre atomare Struktur von großer Bedeutung. Derzeit wird ein elektronenholographisches Verfahren entwickelt, um die lokale Struktur von inneren Grenzflächen mit atomarer Auflösung zu untersuchen. Dabei kommt monochromatisierte Röntgenstrahlung von Synchrotron-Speicherringen (BESSY I und II), sowie Linienstrahlung von konventionellen Röntgenröhren zum Einsatz. Diese Strahlung wird benutzt, um Elektronen aus kernnahen Orbitalen der Grenzflächenatome zu entfernen. Diese Photoelektronen mit kinetischen Energien zwischen 50 und 1200 eV streuen an den nächsten Nachbaratomen. Primäre und gestreute Welle sind kohärent zueinander, interferieren daher und erzeugen ein Hologramm. Dieses Intensitätshologramm kann mit (aufwendigen) theoretischen Rechnungen der Struktur und der Elektronenstreuung verglichen werden. Durch Iteration kann die Struktur der Grenzfläche mit atomarer Auflösung erhalten werden. Gleichzeitig ist eine chemische Identifizierung des emittierenden Atoms über die gemessene kinetische Energie der Photoelektronen (ESCA) möglich. Die Untersuchungen konzentrieren sich derzeit auf die technisch wichtige SiO₂/Si Grenzschicht. Nach der Annahme eines Rufes auf eine Professur der Universität Dortmund durch Herrn PD Dr. C. Westphal im Jahre 2002 ist dieses Forschungsgebiet hier abgeschlossen.

Drittmittelgeber:

Deutsche Forschungsgemeinschaft, BMBF

Beteiligte Wissenschaftler:

Dr. Stefan Dreiner, Dipl.-Phys. Mark Schürman, PD Dr. Carsten Westphal (Leiter), Prof. Dr. Helmut Zacharias

Veröffentlichungen:

Investigation of the SiO₂/Si(111) interface by means of angle-scanned photoelectron diffraction;
S. Dreiner, M. Schürmann, C. Westphal, H. Zacharias
J. Electr. Spectr. Rel. Phen. 114, 431 (2001)

Investigation of the (3 x 3)R30° Sb/Si(111) structure by means of x-ray photoelectron diffraction;
C. Westphal, M. Schürmann, S. Dreiner, H. Zacharias
J. Electr. Spectr. Rel. Phen. 114, 437 (2001)

Local Atomic Environment of Si Suboxides at the SiO₂/Si(111) Interface Determined by Angle-Scanned Photoelectron Diffraction;
S. Dreiner, M. Schürmann, C. Westphal, H. Zacharias
Phys. Rev. Lett. 86, 4068 (2001)

The role of the Si-suboxide structure at the interface: an angle-scanned photoelectron diffraction study;
C. Westphal, S. Dreiner, M. Schürmann, F. Senf, H. Zacharias
Thin Solid Films 400, 101 (2001)

The transition from amorphous silicon oxide to crystalline silicon studied by photoelectron diffraction;
C. Westphal, S. Dreiner, M. Schürmann, H. Zacharias
Surf. Rev. Lett. 9, 735 (2002)

Angle-scanned x-ray photoelectron diffraction on clean and hydrogen terminated (2x1) reconstructed Si(100) surfaces;
S. Dreiner, C. Westphal, M. Schürmann, H. Zacharias
Thin Solid Films 428, 123 (2003)