Lehrstuhl Prof. Dr. J. Pollmann gemeinsam mit Prof. Dr. P. Krüger und PD Dr. M.
Rohlfing
Kantennahe Feinstruktur und Rumpfniveauverschiebungen
Die bei der Wechselwirkung von hochenergetischen Elektronen mit Festkörpern beobachteten
Elektronenenergieverlustspektren liefern wertvolle Informationen über die strukturellen und elektronischen
Eigenschaften der untersuchten Systeme. Besondere Bedeutung kommt dabei den Details der Verlustspektren in
einem Bereich von etwa 50 eV oberhalb der elementspezifischen Ionisationskanten zu. Die hier
auftretenden Oszillationen werden als kantennahe Feinstruktur (Electron Energy Loss Near-Edge Structure:
ELNES) bezeichnet. Gleichermaßen liefern Near-Edge X-ray Absorption Fine Structure (NEXAFS)
Messungen interessante Informationen über die Struktur von Halbleitern und ihren Oberflächen. Wir
haben in diesem Projekt die kantennahe Feinstruktur von wide-band-gap Halbleitern auf der Basis von ab-initio
Bandstrukturverfahren studiert. Dabei wurden sowohl ELNES als auch NEXAFS Spektren berechnet. Zur
realistischen Beschreibung der ELNES und NEXAFS ist die Modifikation des elektronischen Spektrums
aufgrund der Anregung eines kernnahen Elektrons ins Leitungsband zu berücksichtigen. In unserem
Zugang geschieht dies durch Verwendung von Pseudopotentialen, die für angeregte Atome mit einem
verbleibenden Rumpfelektronenloch konstruiert werden. Diese Potentiale werden zur Berechnung der ELNES
und NEXAFS wie lokalisierte 'Defekte' in große Superzellen eingebettet. Die mit dieser Methode erzielten
Resulate für die SiC(001)-c(2x2) Oberfläche erlauben eine quantitative Analyse der vorliegenden
experimentellen Daten. Weiterhin wurden in diesem Projekt Rumpfniveauverschiebungen an der arsenbedeckten
Si(111) Oberfläche sowie an Si(100) und SiC(100) Oberflächen studiert. Sowohl das 'initial state'
Modell als auch das 'final state' und das 'transition state' Modell wurden gründlich untersucht. In den
letzten beiden Fällen wurde die Anregung eines ganzen oder eines halben kernnahen Elektrons in
derselben Weise berücksichtigt, wie es in den oben erwähnten Berechnungen von
NEXAFS-Spektren geschieht.
