In dieser Arbeit wurde erstmals die Struktur, die Morphologie und die chemische Ordnung der (113)- und der
(001)-Einkristalloberfläche der Legierung Au3Pd bestimmt. Dabei wurden folgende Untersuchungsmethoden
eingesetzt: AES, ISS, I(E)-LEED (nur bei der (001)-Oberfläche), LEED, NICISS, RTM. Zusätzlich wurde geklärt, ob
und wie sich die genannten Eigenschaften der Au3Pd(001) im Temperaturbereich von 300K bis 775K verändern.
Neben dieser Beschreibung von Oberflächen, gab es eine weitere Fragestellung im Bereich der Methodik. Da erstmals
in dieser Arbeitsgruppe ein Legierungskristall mit Ionenstreuung (NICISS) untersucht wurde, mußte die für
einelementige Einkristalle entwickelte Aufnahme- und die Auswertungsmethode der Daten übertragen werden. Eine
angemessene Berücksichtigung der zusätzlichen Eigenschaft (chemische Zusammensetzung) der Oberfläche war dazu
erforderlich. Um die Ergebnisse aus der transformierten Aufnahme- und Auswertungstechnik zu überprüfen, wurde eine
neue, speziell für Legierungen geeignete Datenaufnahme und -verarbeitung entwickelt. So wurde ein Teil der
NICIS-Spektren durch einen Vergleich experimenteller Spektren mit berechneten Spektren ausgewertet. Anhand der
reinen Au3Pd(001)-Oberfläche wurde ein gezielter Vergleich der Ergebnisse aus unterschiedlichen
Meßdatenaufnahme- und dementsprechenden Datenverarbeitungsmethoden bei der Ionenstreuung durchgeführt.
Au3Pd(113)-Oberfläche:
Ein Ausheilen der Oberfläche durch Heizen mit anschließendem Abkühlen ergab eine starke Goldsegregation. Eine
chemische Ordnung des Kristalls in den obersten Atomlagen dieser Oberfläche kann ausgeschlossen werden. Die
Au3Pd(113)-Oberfläche hat eine (1x1)-Struktur als Gleichgewichtsstruktur (NICISS, LEED, RTM) mit einer
Oberflächengitterkonstanten von 3,99Å. Der Abstand zwischen erster und zweiter Lage ist, relativ zum Volumenwert,
um (14,9±5,8)% kontrahiert.
Die Oberfläche wurde mit dem RTM atomar aufgelöst abgebildet. Es ist kein eindeutiger chemischer Kontrast mit dem
RTM feststellbar. Die Terrassen sind unrekonstruiert, schmal und länglich. Die Periodizität in [121]-Richtung (quer zu
den [110]-Ketten) ist gering (LEED).
Es resultierten Oberflächen-Debye-Temperaturen (Atomschwingungen senkrecht zur Oberfläche) für Gold von
(80±3)K und für Palladium von (99±3)K in der [110]-Richtung.
Au3Pd(001)-Oberfläche:
Eine Standardpräparation (Zerstäuben mit anschließendem Ausheilen bei T=775K) der Oberfläche ergab eine starke
Goldsegregation (AES, ISS). Die oberste Lage besteht nur aus Goldatomen (NICISS, I(E)-LEED, RTM). Mit
Präparationen, bei denen während des Zerstäubens geheizt (Temperatur Tz) wurde ohne nachfolgendes Ausheilen,
konnte Palladium in der obersten Lage angereichert werden. Mit dem Rastertunnelmikroskop ließen sich die beiden
Elemente unterschiedlich abbilden (chemischer Kontrast). Die Palladiumkonzentration in der obersten Atomlage nahm
mit zunehmendem Tz zu (ISS, NICISS, RTM). Bei keiner Art von Präparation wurden Hinweise auf eine chemische
Ordnung in den oberen Atomlagen der Au3Pd(001)-Oberfläche gefunden.
Die Au3Pd(001)-Oberfläche zeigt nach den eben beschriebenen Präparationen immer eine (1x1)-Struktur (I(E)-LEED,
NICISS, RTM), mit einer Oberflächengitterkonstanten von 3,99Å (NICISS). NICIS-Spektren belegen, daß sich diese
Struktur in dem Temperaturbereich (T=300-775)K nicht verändert. Bei der ausgeheilten Oberfläche ist sowohl der
Abstand zwischen erster und zweiter Lage als auch zwischen zweiter und dritter Lage um (0,9±1,0)% im Vergleich zum
Volumenwert kontrahiert. Bei den warm zerstäubten Oberflächen dagegen ist der Abstand zwischen erster und zweiter
Lage um (3,9±1,0)%, der zwischen zweiter und dritter Lage um (5,4±1,0)% kontrahiert.
Die Oberflächen nach den drei Präparationen konnten mit dem Rastertunnelmikroskop atomar und chemisch aufgelöst
abgebildet werden. Wie zu erwarten war, sind die Terrassen wesentlich größer als bei der (113)-Oberfläche und
unrekonstruiert. Die Periodizität in der [110]- und der [100]-Richtung ist groß (LEED).
Für die ausgeheilte Oberfläche ergibt sich eine Oberflächen-Debye-Temperatur (Atomschwingung senkrecht zur
Oberfläche) für Gold von (136±6)K in [100]-Richtung. Für die warm zerstäubten Oberflächen erhöht sich die
Debye-Temperatur lediglich im Rahmen der Fehlergrenzen.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:uni-osnabrueck.de/oai:repositorium.ub.uni-osnabrueck.de:urn:nbn:de:gbv:700-2000092643 |
| Date | 26 September 2000 |
| Creators | Aschoff, Marius |
| Contributors | Prof. Dr. Werner Heiland, Prof. Dr. Eckard Rühl |
| Source Sets | Universität Osnabrück |
| Language | German |
| Detected Language | German |
| Type | doc-type:doctoralThesis |
| Format | application/zip, application/gzip |
| Rights | http://rightsstatements.org/vocab/InC/1.0/ |
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