Deutsche Physikalische Gesellschaft e. V. (DPG)

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E-Verhandlungen 1997
Programm und Abstracts der Sitzung DS 33

T. Lüer, J. Heitmann, H.-L. Günter und M. Henzler
Institut für Festkörperphysik, Universität Hannover

Auf eine atomar glatte Si(111) 7×7-Unterlage werden Silberschichten im Dickenbereich von 1.5ML bis 10 ML bei T=15K aufgedampft und Defekte in einem anschließenden Temperprozeß ausgeheilt. An den so präparierten Schichten werden dann Messungen des Magnetowiderstands in einem Magnetfeld von bis zu 4T durchgeführt. Die Ergebnisse unterteilen den gemessenen Schichtdickenbereich in drei Abschnitte:

Unterhalb einer Schichtdicke von 2ML ergibt sich ein negativer Magnetowiderstand für alle Magnetfelder.

Für Schichtdicken zwischen 2ML und 5ML sind die Verläufe des Magnetowiderstands sehr gut mit der Theorie von Hikami beschreibbar. Alle Schichten zeigen deutliche Effekte der Schwachen Lokalisierung und der Schwachen Antilokalisierung.

Oberhalb von einer Schichtdicke von 5ML nimmt der Magnetowiderstand wieder für alle Magnetfelder negative Werte an. Die gemessenen Werte sind mit der Theorie von Hikami konsistent. Einflüsse schwacher Lokalisierung sind meßbar und in Übereinstimmung mit den Ergebnissen mit den Ergebnissen aus temperaturabhängigen Leitfähigkeitsuntersuchungen.

A.K. Butilenko¹, •A.Ya. Vovk¹ und H.R. Khan^2
1Institute of Magnetism NAS of Ukraine, Vernadski str. 36-b2252142, Kiev-142, Ukraine
²Materialphysik, Forschungsinstitut für Edelmetalle und Metallchemie, 73525 Schwäbisch Gmünd

Thin films of chromium are deposited on polycrystalline polished Al₂O₃ substrates at room temperature using vacuum arc (cathodic) sputtering technique. The gas atmospheres of Ar, N₂, Ar+O₂(30%), CO₂, and normal atmosphere at a pressure of 9·10^-2 Pa were used during the film deposition. The structural and microstructural investigations were made by X-ray diffraction and transmission elctron microscopic techniques. The electrical resistivity was measured using 4-point technique in the temperature range of 20 and 500 K and the temperature coefficient of resistivity (TCR = (1/r)·(dr/dT)) was determined. A relationship among the electrical, structural and microstructural properties of the films is discussed.

The work of A.Ya. Vovk was partially supported by INTAS program.

•E. Gaganidze¹, R. König¹, P. Esquinazi² und K. Zimmer^3
1Physikalisches Institut, Universität Bayreuth, 95440 Bayreuth
²Abt. Supraleitung u. Magnetismus, Universität Leipzig, 04103 Leipzig
³Institut für Oberflächenmodifizierung e.V., 04303 Leipzig

Die akustischen Eigenschaften von mikrostrukturierten Si-Kantilevern mit unterschiedlichen Oxidschichtdicken (2 nm bis 500 nm) wurden im Temperaturbereich 0.2 mK £ T £ 20 K gemessen. Die Dicke der Oxidschicht wurde durch naßchemisches Ätzen eingestellt und im Anschluß an den Ätzprozeß mit einem Fehler von ca. ±5 nm optisch gemessen. Den Kantilevern wurden zusätzlich ca. 20 nm Au aufgedampft. Die akustischen Eigenschaften der Oxidschichten zeigen typisches glasähnliches Verhalten. Für dünne Oxidschichten und bei 0.2 mK £ T £ 30 mK haben wir eine lineare Abhängigkeit der inneren Reibung als Funktion der Temperatur in Übereinstimmung mit dem Modell der kollektiven niederenergetischen Anregungen gemessen. Die akustischen Eigenschaften von polykristallinen Goldschichten beeinflussen das Verhalten der Kantilever für T > 0.2 K und zeigen eine T-Abhängigkeit ähnlich wie amorphes PdSiCu.

•R. Buskühl, R. Hassdorf und W. Felsch
I. Physik. Institut, Universität Göttingen und SFB 345

Durch alternierendes Ionenstrahlsputtern von La und Fe wurden Vielfachschichten mit einer Modulationslänge L zwischen 3 nm und 30 nm bei ~ 90 K auf mechanisch gedünnte Glassubstrate kondensiert. Die Schichtstruktur wurde mittels Röntgenbeugung charakterisiert. Die Einzelschichten zeigen einen strukturellen Phasenübergang amorph-kristallin. Die Fe(bcc)-Schichten weisen oberhalb der kritischen Dicke für das amorphe Wachstum eine (111)-Textur auf. Mit Hilfe der Vibrating-Reed-Tech- nik wurde der Youngsche Modul E_Y als Funktion von L bestimmt. Beim Phasenübergang kristallin-amorph wird ein deutliches Aufweichen von E_Y (um ca. 40%) beobachtet; dies ist analog zum System Ce/Fe [1]. Im kristallinen Bereich zeigen die La/Fe-Schichten mit abfallendem L einen Anstieg von E_Y um etwa 17%. Dies geht offenbar auf den zunehmenden Einfluss der inkohärenten Grenzflächen zurück.

[1] R. Hassdorf, M. Arend, W. Felsch, Phys. Rev. B 51, 8715 (1995)

N. Hagedorn, •J. Koglin, U.C. Fischer und H. Fuchs
Physikalisches Institut, WWU Münster, Abt. Grenzflächenphysik, Wilhelm-Klemm-Str. 10, D-48149 Münster

Mit Hilfe der optischen Nahfeldmikroskopie (SNOM) mit der Tetraedersonde lassen sich die verschiedenen Materialien eines Ag/Au-Filmes mit einer Auflösung von 1 nm darstellen [1,2]. Diese SNOM-Messungen liefern bei l = 635 nm einen spezifischen nahfeldoptischen Kontrast, der sich durch die unterschiedlichen Dielektrizitätskonstanten von Silber und Gold erklären läßt. Wir erwarten, daß mit der Tetraedersonde auch an anderen metallischen Mischfilmen ein Materialkontrast mit ähnlich hoher Auflösung erzielt werden kann.
Als erste Anwendung untersuchen wir Co/Pt-Filme, die aufgrund ihrer magneto-optischen Eigenschaft zunehmend an Bedeutung gewinnen, auf ihre Materialverteilung. Bei Verwendung verschiedener Wellenlängen erwartet man einen Kontrast, der die spektroskopischen Eigenschaften der Probenmaterialien mit hoher lateraler Auflösung zeigt.

[1] J. Koglin, Optische Nahfeldmikroskopie mit der Tetraedersonde, Dissertation, WWU Münster (1996) / ISBN 3-8265-1681-8, Shaker Verlag Aachen (1996)

[2] J. Koglin, U.C. Fischer, H. Fuchs, Die Tetraedersonde, Phys. Bl. 52 (1996) Nr. 12

•Gudrun Mayer¹ und Jörg Hauwede^2
1Fakultät für Physik und Geowissenschaften, Universität Leipzig
²Fakultät für Physik und Geowissenschaften , Universität Leipzig

Die Oberflächenkraftapparatur (SFA) erlaubt die Untersuchung der optischen Eigenschaften in dünnen Filmen und der Wechselwirkungsmechanismen in diesen Filmen über die direkte Kraftmessung zwischen den begrenzenden,atomar glatten Glimmeroberflächen.Mit der Apparatur wird die Filmdicke zwischen 0 und einigen hundert Nanometern variiert, die Kräfte können zwischen 10N und 10 nN nachgewiesen werden. Die Untersuchungen an nematischen Flüssigkristallen mit unterschiedlicher Ausgangsorientierung liefern Aussagen zur Deformation und zu den Brechungsindizes des optisch einachsigen Films in Abhängigkeit der Filmdicke. Die auftretenden abstoßsenden Wechselwirkungskräfte zwischen den Glimmerflächen bei Filmdicken unter 100nm können aus den elastischen Deformationen im Flüssigkristall erklärt werden.

•H. Weis, P. Grosse, Th. Luyven, T. Müggenburg und H. Vonhoegen
I.Physikalisches Institut, RWTH-Aachen, D-52056 Aachen

Low-E-Systeme zeichnen sich durch eine geringe Emission im IR aus, und bewirken auf Fensterscheiben eine Reduzierung der Energie-Strahlungsverluste um 96 % gegenüber unbeschichteten Scheiben. Beim Vorspannprozeß von Sicherheitsglas wird dieses Temperaturen bis zu 700^°C über mehrere Minuten ausgesetzt, wobei die low-E-Eigenschaften zerstört werden. Die Logistik im industriellen Herstellungsprozeß könnte mit temperaturbeständigen Systemen erheblich vereinfacht werden, da dann die Beschichtung großflächiger Bandmaße vor dem Zurechtschneiden und Vorspannen ermöglicht würde.

Durch Sputtern wurden 3-Schicht Low-E-Systeme auf Glas hergestellt, die auf ihre thermische Belastbarkeit untersucht wurden. Die IR-Reflexion wird durch einen Silber-Film erreicht, der im visuellen Spektralbereich durch 2 Dielektrika (Deck- und Haftschicht) entspiegelt wird. Um die Stabilität während des Temperprozesses zu erhöhen, wurde das Silber mit Zwischenschichten umgeben. Diese wurden als Opferschichten konzipiert, die anstelle des Silbers chemisch mit dem Sauerstoff reagieren. Die geforderten optischen Eigenschaften stellten sich erst durch die thermische Behandlung ein. In der Optimierung muß daher die Veränderung berücksichtigt werden.

•J. Schütt, P. Grosse, T. Luyven, T. Müggenburg und H. Vonhoegen
I. Physikalisches Institut, RWTH Aachen, D-52056 Aachen

Zur Verwendung als Wärmefunktionsglas wird Flachglas geeignet beschichtet, sodaß das Fenster gutes Transmissionsvermögen im Sichtbaren und geringes Emissionsvermögen im IR zeigt. Man erreicht dieses durch einen Silberfilm zwischen zwei dielektrischen Schichten (Deck- und Haftschicht).

Um die Scheiben zusätzlich zu härten müssen sie einem Temperprozeß ausgesetzt werden. Es werden deshalb geeignete Materialien gesucht, die diese thermische Behandlung überdauern. Hierzu wurden durch reaktives Sputtern Einzelschichten auf Glas aus Siliciumcarbid, Titan-Disilicid und Zinnverbindungen hergestellt. Als reaktive Komponente wurden O₂, CH₄, N₂ oder H₂ verwendet. Durch spektroskopische Messungen vom IR bis zum UV-Bereich wurden die dielektrischen Funktionen der verschiedenen Substanzen ermittelt. Mit deren Kenntnis wurden optimale Schichtdicken für das Schichtsystem berechnet. Entsprechende Schichtsysteme wurden durch reaktives Sputtern hergestellt und die optischen Eigenschaften gemessen. Aus diesen Messungen vor und nach Temperung der Proben wurde die thermische Belastbarkeit überprüft.

•S. Grigoriev, H. Schuler und S. Horn
Institut für Physik, Uni Augsburg, Memminger Str. 6, 86159 Augsburg

V₂O₃ zeigt bei einer Temperatur von ca. 150K einen Metall-Isolator-Übergang, (MIT) wobei die optische Bandlücke in der isolierenden Phase etwa 0.8eV breit ist. Diese Eigenschaft läßt dünne V₂O₃ Schichten als Schaltelemente im Infraroten geeignet erscheinen. Mit Hilfe elektronischer Transportmessungen, Infrarotspektroskopie, AFM und Röntgendiffraktion wurden systematische Untersuchungen zum Schichtwachstum durchgeführt. Epitaktische V₂O₃ Schichten wurden mittels reaktivem Elektronenstrahlverdampfen auf c-Achsen orientierten Saphiren hergestellt. Im Vergleich zum Einkristall zeigen epitaktische Schichten eine Verbreiterung des MIT-Bereichs aufgrund von Fehlstellen und Spannungen, die sich auf Schicht-Substrat Wechselwirkungen zurückführen lassen. Den größten Einfluß auf die Breite des MIT hat die Wachstumstemperatur. Hochwertige Proben konnten nur in einem relativ schmalen Temperaturbereich um 600^oC hergestellt werden, während der Einfluß des Sauerstoffdrucks im Bereich von 10^-7 bis 10^-5mbar relativ gering ist. Ebenso verbessert die Einführung von Cr₂O₃ Pufferschichten die Schichtqualität durch eine Verringerung der Gitterfehlanpassung von Schicht und Substrat. Qualitativ gute V₂O₃ Schichten zeigen Übergangsbreiten bis hinunter zu 5K, Widerstandsänderungen am MIT bis zu 5 Größenordnungen und Änderungen in der Infrarottransmission von 10 auf 80%.

•J.H. Schön, O. Schenker und E. Bucher
Fakultät für Physik, Universität Konstanz

Zn_2.5In_2-xSn_xO₆ (ZITO) stellt eine mögliche Alternative zu den gebräuchlichen transparenten Oxiden, wie ZnO, In₂O₃ oder SnO₂, dar. Es wurden Dünnfilme mit Schichtdicken zwischen 50 und 1000 nm durch rf-Magnetronsputtern hergestellt. Desweiteren wurde der Einfluß relevanter Parameter, wie O₂-Partialdruck oder Substrattemperatur, auf die Schichteigenschaften untersucht. Zur Charakterisierung dienten Messungen der spezifischen Leitfähigkeit, des Hall-Effektes sowie optische Methoden. Es wurde eine Transparenz von über 0.8 im Bereich des Sonnenspektrums bei einer spezifischen Leitfähigkeit von 2000 (Wcm)^-1 erreicht. Zusätzlich wurde der Einfluß von Temperprozessen in verschiedenen Gasatmosphären auf die Schichten untersucht. Die Ergebnisse werden mit den Eigenschaften von Al-dotiertem ZnO, das standardmäßig für CuIn_1-xGa_xSe₂-Solarzellen verwendet wird, verglichen.

•W. Schaudig¹, W. Theiß¹, P. Grosse¹, S. Hoffmann² und R. Waser^2
1I.Physikalisches Institut, RWTH-Aachen, D-52056 Aachen
²Institut für Werkstoffe der Elektrotechnik (IWE), RWTH Aachen, D-52056 Aachen

Elektrokeramische Materialen wie SrTiO₃ versprechen vielseitige Anwendungen in der Mikroelektronik. Insbesondere dynamische Computerspeicher (DRAMs) der nächsten Generation benötigen Materialen mit neuen Eigenschaften. Die Kapazität solcher Speicher hängt entscheidend von optisch bestimmbaren Parametern wie Schichtdicke und -dichte ab. SrTiO₃-Dünnschichten, hergestellt mit verschiedenen Verfahren (Sol-Gel, Sputtern), wurden mittels UV-VIS Spektroskopie untersucht. Dabei konnten Schichtdicke und -dichte (Füllfaktor) durch Computersimulation bestimmt werden. IR-Spektren führen zu Aussagen über Kristallstruktur und Verunreinigungen. Diese zerstörungsfreien Methoden könnten zur Online-Materialkontrolle im Produktionsprozeß verwendet werden.

•Dragi Karevski und Malte Henkel
Laboratoire de Physique des Matériaux, Université Henri Poincaré Nancy I, B.P. 239, F - 54506 Vanduvre lès Nancy, Frankreich

Thermal and magnetic effects in a system consisting of thin layers of coupled Ising spins with S = \frac12 and S = 1 are considered. The specific heat and the correlation length display maxima at two different temperatures. It is discussed in what sense these maxima can be interpreted as a finite-size rounding of a thermodynamic singularity associated with a phase transition. The connection with ordinary, extraordinary and special surface phase transitions is made. In 2D, the surface critical exponents are calculated from conformal invariance. The bulk and surface finite-size scaling of the order parameter profiles at the transition points is discussed. In 2D, an exact scaling function for the profiles is suggested through conformal invariance arguments for the (extra)ordinary transition.

[1] D. Karevski und M. Henkel, preprint cond-mat/9610079

•D. Spanke¹, D. Knabben¹, R. Schellenberg¹, H. Ohldag¹, J.W. Chung², F.U. Hillebrecht¹, R.M. Jungblut³ und G. van der Laan^4
1Institut für Angewandte Physik, Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf, 40225 Düsseldorf
²Department of Physics, Pohang U. of Science and Technology, Korea
³Philips Research, Eindhoven, Niederlande
⁴Daresbury Laboratory, Warrington WA4 4 AD, England

Magnetit in Form einer epitaktischen Schicht auf MgO wurde mit Röntgenabsorption, zirkularem Dichroismus und Reflexionsmessungen im Spektralbereich um die Fe 2p-Anregungsschwelle herum untersucht. Nach Präparation durch Sputtern und Ausheilen zeigte die Probe das LEED-Bild der (100)-Oberfläche /1/. Das Absorptionsspektrum zeigt, daß das Material die erwartete Stöchiometrie besitzt. Das Dichroismusspektrum zeigt eine reichhaltige Struktur, die mit den unterschiedlich koordinierten Fe-Atomen in Verbindung gebracht werden kann. Aus den experimentellen Daten werden die Diagonal- und Außerdiagonalelemente des dielektrischen Tensors bestimmt. Die Arbeiten wurden durch das BMBF (05 621 PFA 7, 05 644 PFA), die DFG (SFB 166/G7), den DAAD (313-ARC-IX/95) sowie das MWF NRW gefördert.
/1/. J.M. Gaines et al., Surf. Sci., in print.

•T. Richardsen, T. Schweinböck, K. Prügl, M. Brockmann, F. Bensch, M. Köhler und G. Bayreuther
Inst. f. Angew. und Exp. Physik, Universität Regensburg, Universitätsstr. 31, D-93040 Regensburg

Die Kenntnis der Struktur und thermischen Stabilität von Grenzflächen ferromagnetischer dünner Schichten ist wesentlich für die Interpretation magnetischer Messungen. HRLEED-Messungen von Jiang et al. beim Wachstum von Fe auf der Au(001)-Oberfläche weisen auf eine Fe-Au-Durchmischung für die ersten 2..3 Atomlagen hin [1]. Die dort angewannte Methode erlaubt jedoch keine Aussage über abgedeckte Grenzflächen. Konversions-Elektronen-Mössbauer-Spektroskopie (CEMS) erfüllt diese Anforderungen aufgrund ihrer hohen Empfindlichkeit bezügl. Änderungen in der Nahordnung der ⁵⁷Fe-Atome. Zur Verwendung dieser Methode wurden ⁵⁷Fe/Au-Viellagenproben (1-4 ML ⁵⁷Fe / Periode) mittels MBE hergestellt und in situ mit RHEED, LEED und AES charakterisiert. Das Wachstum der Fe-Lagen sowie die Oberflächen-Struktur des Au-Buffers und der Au-Zwischenlagen wurden mit Rastertunnelmikroskopie (STM) im UHV untersucht. Mit CEMS und Röntgenkleinwinkelbeugung wurde bei unterschiedlich dicken Fe-Schichten der Grad der Grenzflächeninterdiffusion und die Schichtstruktur vor und nach unterschiedlichen Temperprozessen analysiert.

[1] Q. Jiang, Y. L. He, G. C. Wang,  Surf. Sci. 295 (1993) 197-212

•J. Pflaum¹, E. Huebner¹, J. Pelzl¹, J.L. Bubendorff², J.P. Bucher² und Z. Frait^3
1Inst. fuer Experimentalphysik III, Ruhr-Universitaet, 44780 Bochum, Germany
²IPCMS, 67037 Strasbourg, France
³Inst. of Physics, Academy of Sciences, 18040 Prague 8, Czech Republic

Ferromagnetic Resonance (FMR) Spectroscopy at microwave-frequencies of 9GHz to 70GHz was used to study the magnetic properties of thin electrodeposited Ni films. The polycrystalline samples at thicknesses of 10Å to 4000Å were prepared by Watts-bath technique on glass and on mica substrates with an (111)-textured gold buffer [1]. To estimate the influence of the microscopic structure on the magnetic parameters Scanning Tunneling Microscopy (STM) and Atomic Force Microscopy (AFM) studies were performed. From FMR at different in-plane and out-of-plane orientations of the samples in the external field we obtain the magnetization, the g-factor, and the uniaxial anisotropy contribution. Variation of the film thickness yields an effective surface anisotropy, K_S, with a preferred alignment of the magnetization in the film plane. In comparison to single crystalline Ni samples K_S is considerably increased. In addition, the sensitivity of the FMR linewidth on structural imperfections enabled us to qualify the coherence of the film growth.
Supported by DFG (SFB166) and by VW-foundation.

[1] J.L. Bubendorff et al., J. Magn. Magn. Mat. (1996) to be published

•R. Schiller, W. Nolting und W. Müller
Institut für Physik, Humboldt-Universität zu Berlin

Das elektronische Quasiteilchenspektrum eines dünnen ferromagnetischen Films mit lokalisierten magnetischen Momenten wird im Rahmen des sf-Modells untersucht. Für den Fall eines einzelnen Elektrons im ansonsten leeren Leitungsband wird die exakte Lösung angegeben. Das Leitungsband ist dabei über eine Austauschwechselwirkung mit dem System der lokalisierten Momente (EuO, EuS) gekoppelt. Während sich im Spin-­-Spektrum keine ausgeprägten Wechselwirkungseffekte zeigen, ist die Struktur des Spin-¯-Spektrum durch verschiedene mögliche Spinaustauschprozesse bestimmt. Wiederholte Emission und anschließende Absorption eines Magnons durch das Spin-¯-Elektron ist für eine effektive Elektron-Magnon-Anziehung verantwortlich, die durch ein polaron- artiges Quasiteilchen beschrieben werden kann (magnetisches Polaron). Einfache Emission eines Magnons durch das Spin-¯-Elektron resultiert in einem relativ breiten Streuspektrum. Für die Auswertung der Ergebnisse wird von einem einfach-kubischen Film (sc) bestehend aus n Monolagen parallel zur (100)-Ebene ausgegangen. Die auftretenden Korrelationseffekte werden mit Hilfe von Spektraldichten und lokalen Quasiteilchenzustandsdichten (LQDOS) untersucht.

•Y. Luo, A. Käufler, M. Moske, T. Lorenz und K. Samwer
Universität Augsburg, Institut für Physik, 86135 Augsburg

Granulare Cu/AgCo(33at.%)-Multilagen wurden auf thermisch oxidierte Si(100)-Substrate bei Raumtemperatur gesputtert. Die Struktur und die strukturellen Änderungen während des Temperns wurden durch in-situ-Röntgenbeugung untersucht und die Ergebnisse mit der Anpassung an eine Modellstruktur verglichen. Die künstlich erzeugte Überstruktur zeigt eine fcc(111)-Textur mit einer deutlichen Gitterausdehnung der Cu-Lagen. Dies stimmt mit der beobachteten verkleinerten Oszillationsperiode der magnetischen Zwischenschichtkopplung überein. Die Beobachtung von strukturellen Änderungen beim Anlassen oberhalb von 100 ^°C deutet an, daß innerhalb der AgCo-Schichten eine weitere Entmischung stattfindet, die zu einer Verbesserung der magnetischen Eigenschaften führt. Zum Vergleich werden Ergebnisse von Cu/Ag-Multilagen ohne Co und deren Anlaßverhalten gezeigt. Die beobachteten Unterschiede werden diskutiert.
Gefördert durch das BMBF, VDI-TZ Förderkennzeichen Nr. 13N6174

•A. Kiesow und A. Heilmann
Technische Universität Chemnitz-Zwickau, Institut für Physik, Lehrstuhl Gasentladungs- und Ionenphysik, 90127 Chemnitz

Die optischen Eigenschaften von Plasmapolymerschichten werden nicht nur durch das Monomer sondern auch von den Entladungsbedingungen der Plasmapolymerisation bestimmt. Während der Plasmapolymerisation verschiedener Monomere (Benzol, Hexamethyldisiloxan, Thiophen) wurde mittels quantitativer optischer Emissionsspektroskopie (Aktinometrie) im sichtbaren Spektralbereich die zeitliche Veränderung der Konzentration verschiedener Gasspezies untersucht. Weiterhin wurde die Konzentrationsveränderung dieser Spezies während der Verdampfung verschiedener Metalle in die Plasmaentladung bestimmt. Für Schichten, die bei verschiedenen Plasmapolymerisationsleistungen und Monomerdurchflußraten hergestellt wurden, wurden die optischen Transmissionsspektren gemessen und in Zusammenhang mit den Ergebnissen der Aktinometrie diskutiert.

•U. Beckers, S. Wilbrandt, O. Stenzel und C. von Borcyskowski
Institut für Physik, Technische Universität Chemnitz-Zwickau, D-09107 Chemnitz

Schwerpunkt der hier vorgestellten Untersuchungen sind Coronen Schichten vom Submonolagenbereich bis zu wenigen Nanometern Schichtdicke. Die Herstellung der Schichten erfolgte durch thermisches Verdampfen in einer UHV-Anlage. Die Ordnung dieser Schichten wurde insitu mit LEED untersucht. Ergänzend wurden die optischen Konstanten durch Transmissions- und Reflexionsmessungen der Schichten auf Quarzglas untersucht. Des weiteren wurden Reflexionsmessungen von Coronen auf Si durchgeführt. Durch den Vergleich der Spektren wurde der Einfluß des Substrates auf die Schicht untersucht.

Rolf Gerlach, Georg Polanski und Horst-Günter Rubahn
Max Planck Institut f. Strömungsforschung
Bunsenstr.10
37073 Göttingen

Chemisorbierte Alkanthiole [CH₃(CH₂)_(n-1)]SH (n=4-12,18) wachsen auf einer einkristallinen Goldoberfläche wohlgeordnet auf. Präpariert man eine solche Monolage aus der flüssigen Phase, so beobachtet man eine c(4×2) Überstruktur. Wir diskutieren Alkanthiol-Monolagen, die im Vakuum durch Aufdampfen bei Raumtemperatur präpariert wurden und andere Strukturen als die c(4×2) aufweisen. Im Rahmen dieser Strukturanalyse mittels Doppel-Channelplate LEED Aufnahmen stellen wir ein Modell vor, das die strukturellen Unterschiede zwischen Alkanthiolen unterschiedlicher Längen, aus der Lösung aufgebrachten Thiolen und vakuumsublimierten Thiolen als Funktion der Bedeckung erklärt. Das Modell ermöglicht es darüber hinaus, Aussagen über den Neigungswinkel der Ketten zur Oberflächennormale in Abhängigkeit der Bedeckung zu treffen.

•Manfred Albrecht, Helmut Wider, Jochen Köhler, Jörg Pohl, Ursula Malang, Klaus Friemelt und Ernst Bucher
Fakultät für Physik, Universität Konstanz, D-78434 Konstanz

Im Rahmen der Nanotechnologie interessieren Einflüsse von grenzflächenbedingtem Wachstumsverhalten sowie von eingeschränkten Dimensionen auf die physikalischen Eigenschaften von Metallen. Mittels MBE (Molekularstrahlepitaxie) auf Ru(0001) abgeschiedene Mn- und Fe-Schichten wachsen z. B. für wenige Monolagen in hcp-Struktur auf und zeigen veränderte magnetische Eigenschaften.
Unsere Untersuchungen bezüglich Struktur und Wachstum von hcp V- und Cr-Schichten auf Ru(0001)-Oberflächen beinhalten in situ RHEED, AES, STM/AFM sowie ex situ Röntgenbeugung. Wir bringen RHEED in Zusammenhang mit den dazugehörigen STM/AFM-Bildern und stellen Modelle für Struktur und Wachstum der Materialien dar.

•M. Mertig¹, R. Kirsch¹, W. Pompe¹ und H. Engelhardt^2
1Max-Planck-Arbeitsgruppe, ''Mechanik heterogener Festkörper'' an der Technischen Universität Dresden, Hallwachsstr. 3, 01069 Dresden
²Max-Planck-Institut für Biochemie, 82152 Martinsried

Wir stellen erste Ergebnisse zur Metallbeschichtung von regulären Zellhüllenproteinen von Sporosarcina ureae mittels gepulster Laserdeposition vor. Um eine strukturelle Veränderungen des biomolekularen Templats während der Beschichtung zu verhindern, wurde eine Zweistrahlablationsmethode angewendet, bei der die hochenergetischen Plasmaionen ausgefiltert werden. Durch den Pulsbetrieb kann die thermische Überhitzung des Templats vollständig unterdrückt werden. Mittels Rasterkraftmikroskopie konnte gezeigt werden, daß bei geringen Schichtdicken eine Strukturübertragung vom Templat auf eine Pt/C-Schicht erreichbar ist und somit metallische, periodische Nanostrukturen mit 13nm Periodizität herstellbar sind. TEM-Untersuchungen liefern Aufschluß über Dekorationseffekte bei der Beschichtung.

•M. Löhmann, F. Klabunde, J. Bläsing, T. Hempel, P. Veit und T.P. Drüsedau
Institut für Experimentelle Physik, Otto-von-Guericke-Universität, Postfach 4120, 39016 Magdeburg

Molybdänschichten mit Dicken von 20 nm bis 3 mm wurden mittels Magnetronsputtern bei geringen Raten (von ca. 0.7 Å/s) abgeschieden. Die Schichten wurden mittels Röntgendiffraktometrie und Röntgenreflektometrie charakterisiert. Es ist möglich, Molybdän im Druckbereich von 0,45 bis 4,7 Pa Argon mit Dichten von 98 % bis 48 % der Dichte des kompakten Molybdäns herzustellen. Während des Wachstums der kompakten Molybdänschichten vollzieht sich ein Umschlagen der Textur. Mit der Zunahme der Schichtdicke erfolgt ein Übergang von der bekannten (110) Textur zur (211) Textur. Die Kleinwinkelstreuung zeigt die Existenz von Hohlräumen (Nanovoids), die parallel zur Schichtnormalen ausgerichtet sind. Kraftmikroskopie (AFM) und Elektronenmikroskopie (SEM, TEM) bestätigen die Existenz einer Säulenstruktur in den Schichten, wobei die Säulen der porösen Schichten frei stehen.

A. Frank, M. Bauer, C. Mathieu und B. Hillebrands

Physikalisches Institut, Universität Karlsruhe, 76128 Karlsruhe und
FB Physik, Universität Kaiserslautern, 67653 Kaiserslautern

Periodische und quasiperiodische V/Cu-Vielfachschichten wurden mittels Brillouin-Lichtstreu-Spektroskopie detailliert auf ihre elastischen Eigenschaften in Abhängigkeit von der Modulationslänge L im Bereich von 30Å bis 140Å untersucht. Die Schichtsysteme wurden im UHV auf Si(111)-Substrate präpariert. Die Proben weisen eine texturierte Struktur von Cu(111) und V(110) auf. Das Gesamtschichtdickenverhältnis von V zu Cu wurde hierbei jeweils zu 1.76 gewählt. Die periodischen Proben setzten sich aus bis zu 79 Doppelschichten zusammen. Die quasiperiodischen Schichtsysteme bestanden aus ebensovielen in Fibonacci-Sequenz angeordneten Doppelschichten. Die elastischen Eigenschaften der Proben zeigen im Gegensatz zu den Referenzsystemen Ni/V, Cu/Ni und Ni/Mo keine Abhängigkeit von der Modulationslänge. Weiter wurde kein Unterschied in den elastischen Konstanten von periodischen und quasiperiodischen Schichtsystemen festgestellt. Im Vergleich zu kontinuumstheoretischen Berechnungen liegen die gemessenen elastischen Konstanten durchweg um bis zu 30% unter den berechneten Werten. Die Unabhängigkeit des Effekts von L deutet auf einen Volumenmechanismus hin.

•W. Attenberger, W. Brunner, R. Scherschlicht, J. Zweck und H. Hoffmann
Institut für Experimentelle und Angewandte Physik, Universität Regensburg,Universitätsstr. 31, D-93040 Regensburg

Die Eigenschaften von Viellagenschichten werden von der Struktur der Lagen und den inneren Grenzflächen bestimmt. Diese sind Untersuchungen nur schwer zugänglich, da die Probe meist präpariert werden muß, was die Gefahr von strukturellen Veränderungen der Probe mit sich bringt. Bei der hier vorgestellten Arbeit werden hochenergetische Elektronen (300 keV) an intakten Fe-Tb Viellagenschichten gebeugt, wobei der Strahl im Elektronenmikroskop so gekippt wird, so daß das Beugungsbild einen ebenen Schnitt des reziproken Raumes darstellt. Daraus wird die planare Paarverteilungsfunktion errechnet, die eine hochaufgelöste Abstandsverteilung aller zum Elektronenstrahl senkrechten Ebenen darstellt. Ein besonderer Vorteil dieser Methode ist es, daß eine Interpretation der Messergebnisse ohne fehlerträchtige Anpassung von Theoriekurven möglich ist. So kann sowohl gezeigt werden, daß auch bei dünnen Fe-Tb Viellagenschichten Eisen eine Textur zeigt, als auch Aussagen über die Durchmischungszonen getroffen werden.

•W. Brunner, W. Attenberger, R. Scherschlicht, J. Zweck und H. Hoffmann
Institut für Experimentelle und Angewandte Physik, Universität Regensburg, Universitätsstraße 31, D-93040 Regensburg

Vorgestellt wird ein zweidimensionales Meß- und Auswerteverfahren zur präparationsfreien Untersuchung der Durchmischung innerer Grenzflächen von Viellagenschichten. Es wird dabei die mittlere atomare Nahordnung in der zur Schichtebene parallelen Ebene bestimmt. Beschrieben wird diese Nahordnung durch sogenannte Paarverteilungsfunktionen die aus Streuintensitäten berechnet werden. Die Streuung hochenergetischer Elektronen (300 keV) ermöglicht eine näherungsweise planare Detektion der mittleren Nahordnung in der zum Elektronenstrahl senkrechten Ebene. Die Paarverteilungsfunktionen können ohne jegliche Kurvenanpassung interpretiert werden. Damit sind eindeutige Rückschlüsse auf die Durchmischung der Grenzflächen möglich (insbesondere im Vergleich mit Legierungsschichten). Als Beispiel werden die Ergebnisse einer Untersuchung von Eisen-Terbium-Viellagenschichten (Anwendung: magneto-optische Datenspeicher) gezeigt.

•H. Kierey, U. Barkow, K. Dettmer und J. Schoenes
Institut für Halbleiterphysik und Optik, TU Braunschweig,
Mendelssohnstraße 3, D-38106 Braunschweig

Ramanspektroskopische Messungen an hochwertigen Übergittern oder Multiquantumwells zeigen entsprechend der Überstruktur gefaltete optische und akustische Phononenzweige.

Aus der energetischen Lage der akustischen Phononen läßt sich quantitativ die Schichtdicke der verschiedenen Schichttypen ermitteln. Die Energie der optischen confined-Moden liefert bei bekannten photoelastischen Konstanten der Ausgangsmaterialien die Verspannung der Schichten. Schließlich können aus dem Auftreten bestimmter Mischkristallmoden Aussagen zum Übergang zwischen den Einzelschichten, speziell auf im atomaren Bereich ebene Grenzflächen oder Interdiffusion gewonnen werden.

Vorgestellt werden Messungen an epitaktisch gewachsenen Si / Ge - Übergittern. Die Messungen wurden mit einem selbstentwickelten Ramanspektrometer mit Triple-Monochromator durchgeführt. Sie werden mit Ergebnissen aus der Röntgendiffraktometrie verglichen.

•J. Langer¹, R. Mattheis¹, S. Schmidt¹, S. Bornmann¹ und St. Senz^2
1IPHT Jena e.V., Postfach 100 239, D-07702 Jena
²MPI Halle, Weinberg 2, D-06120 Halle/Saale

In Viellagensystemen, wie sie für neuartige magnetoresitive Sensoren vorgesehen sind, ist das Wachstum der einzelnen Lagen und deren vertikale Korrelation entscheidend für die Ausprägung der physikalischen Eigenschaften. In dieser Arbeit werden Beispiele angegeben, bei denen aus der mit dem AFM bestimmten Oberflächentopologie Rückschlüsse auf den Wachstumsprozess in Viellagenschichten gezogen werden können. In aus kristallinen Einzellagen aufgebauten Co/Cu Viellagenstapeln wird eine mit einem kolumnaren Wachstum erklärbare Oberflächentopografie gefunden. Viellagenschichten die aus amorphen und kristallinen Einzellagen (CoZr/Cu) bestehen, reproduzieren im wesentlichen die Oberflächenstruktur des Substrates. Diese Beobachtungen decken sich mit TEM-Querschnittsuntersuchungen.

Wir danken R. Fischer (Uni Regensburg) und U. Lang (IPHT Jena) für TEM bzw. AFM Messungen.

•F. Hamelmann¹, S. Petri², A. Klipp², J. Hartwich¹, U. Kleineberg¹, P. Jutzi² und U. Heinzmann^1
2Universität Bielefeld, Fakultät für Chemie
¹Universität Bielefeld, Fakultät für Physik

MOCVD (Metal-Organic Chemical Vapor Deposition) ist ein vielversprechendes Verfahren zur Herstellung dünner Schichten. Mittels 'maßgeschneiderter' Precursoren ist es möglich, die Nachteile des 'konventionellen' CVD (z.B. schwer handhabbare Precursoren, hohe Substrattemperaturen) zu überwinden.

In einem speziell konstruierten Reaktor werden Silizium- und Metallschichten (z.B. Wolfram, Molybdän) von einigen Nanometern Dicke abgeschieden, um die Tauglichkeit des Verfahrens für die Herstellung von Multischichtsystemen zu untersuchen. Für die Kontrolle der Schichtdicke sowie der Grenzflächeneigenschaften wird während der Abscheidung in-situ die Röntgenreflektivität einer C-K Linie (l=4.4nm) gemessen. Die so hergestellten Schichten werden ex-situ hinsichtlich ihrer Struktur und chemischen Zusammensetzung mit verschiedenen Verfahren (Röntgenbeugung, AES) charakterisiert. eigentliche Text, genau einmal

•Ayesha Mian, Peter Thomsen-Schmidt und D. Schäfer
Berliner Institut für Optik GmbH, Rudower Chaussee 6, 12484 Berlin

Durch RF-Magnetronsputtern wurden Mo-, W- und Si-Einzelschichten auf Si(111) Wafer abgeschieden. Die Schichtdickenbestimmung im Bereich zwischen 50 und 1 nm erfolgte mit einem Spektralellipsometer, wobei verschiedene Modelle zur Charakterisierung des Substrates und der Schichten herangezogen wurden. Auf der Basis der ellipsometrischen Resultate wurden diverse Schichtsysteme mit Einzelschichtdicken zwischen 2-5 nm deponiert und in Röntgenbeugungsexperimenten untersucht. Die Ergebnisse der Messungen werden unter dem Gesichtspunkt diskutiert, ob die ellipsometrische Dickenbestimmung an Einzelschichten zur Ermittlung von Prozeßdaten für die Deposition von X-Ray Multilayern geeignet ist.

•R. Siebrecht¹, A. Schreyer¹, F. Adams¹, U. Englisch², U. Pietsch² und H. Zabel^1
1Institut für Festkörperphysik, Ruhr-Universität Bochum, 44780 Bochum
²Institut für Festkörperphysik, Universität Potsdam, LS Strukturanalyse, Am Neuen Palais 10, 14469 Potsdam

Das Neutronenreflektometer ADAM (Advanced Reflectometer for the Analysis of Materials) wurde speziell für die Charakterisierung dünner Schichten in vertikaler Geometrie konzipiert. Nach einer einjährigen Aufbau- und Testphase am Reaktor des Institutes Laue Langevin (ILL) können nun bei einer festen Wellenlänge von 4.4 Angstrom Reflektivitätsmessungen durchgeführt werden. Für die Charakterisierung magnetischer Systeme wurde ein Polarisationsaufbau mit nachfolgender Spinanalyse installiert. Unterstützt durch diverse Probenumgebungen bietet das Reflektometer ADAM die Möglichkeit zur Probencharakterisierung unter verschiedenen physikalischen Bedingungen. Wir präsentieren hier das Neutronenreflektometer ADAM in seinem augenblicklichen Aufbauzustand und demonstrieren seine Möglichkeiten zur Untersuchung dünner magnetischer Fe/Cr-Schichten und L-B Filmen an ausgewählten Meßbeispielen. Dieses Projekt wird gefördert durch das BMBF, Förderkennzeichen 03-ZA4BC2-3, sowie durch die DFG (SFB166).

•Do Ngoc Uan und A. Heilmann M. Gruner
Dr. Andreas Heilmann, Technische Universität Chemnitz-Zwickau, Institut für Physik, Lehrstuhl Gasentladung und Ionenphysik, 90127 Chemnitz

Die vertikale Mikrostruktur von Plasmapolymerschichten mit eingelagerten Silber- bzw. Indiumpartikeln wurde mittels querschnittspräparierten Proben im Transmissionselektronenmikroskop bestimmt. Dabei wurden sowohl Proben vor und als auch nach einer thermischen Behandlung untersucht. In Abhängigkeit von Temperaturverlauf und Zeitdauer der thermischen Behandlung wurde eine Koaleszenz der Metallpartikel bzw. eine Zerstörung der Plasmapolymerschicht festgestellt. Die TEM-Aufnahmen zur vertikalen Mikrostruktur wurden mit den TEM-Aufnahmen in lateraler Richtung korreliert. Mit Hilfe eines Bildanalysesystems wurde eine dreidimensionale Rekonstruktion der Größe und Form der einlagerten Partikel vorgenommen sowie die Veränderung der Größen- und Formverteilung der Partikel durch eine thermische Behandlung diskutiert.

•M. Wibbelt¹, P. Redlich² und H. Kohl^1
1Physikalisches Institut der Universität Münster, Wilhelm-Klemm-Str. 10, D-48149 Münster
²Max-Planck-Institut für Metallforschung, Institut für Werkstoffwissenschaft, Seestraße 92, D-70174 Stuttgart

Die kantennahe Feinstruktur (ELNES) der Absorptionskanten in den Elektronenenergieverlustspektren (EELS) enthält Informationen über die Bindung und die elektronische Struktur des untersuchten Festkörpers. In vielen Materialien lassen sich zudem Aussagen über die Bindungslänge, die Koordination und die Art der nächsten Nachbaratome machen. Am Beispiel des stöchiometrischen III-V-Werkstoffes Bornitrid (BN) werden Vergleiche an der B_K- und der N_K-Ionisationskante in Simulation und Experiment vorgestellt. Für die Simulationsrechnungen wurde ein von Durham et al. [1] und Vvedensky et al. [2] entwickeltes Fortranprogramm auf der Grundlage der elastischen Vielfachstreuung von Elektronen verwendet.

[1] P. J. Durham et al., Comp. Phys. Comm. 25, 193-205 (1982)

[2] D. D. Vvedensky et al., Comp. Phys. Comm. 40, 401-440 (1986)

•Gerd Datzmann, Günther Dollinger, Günter Hinderer und Hans-Joachim Körner
TU München, Physik Department E12

Am Münchner 15 MV Tandem Beschleuninger ist derzeit ein neuartiges Raster-Ionenmikroskop im Aufbau. Ionenstrahlen mit Energien bis zu 200 MeV q²/A sollen - bei einem Verkleinerungsfaktor von 200 - auf einen Strahlfleck von ca. 100 nm fokussiert werden. Die wichtigste Komponente ist eine speziell entwickelte supraleitende Quadrupol-Dublettlinse mit überlagerten höheren Multipol-Komponenten zur Korrektur der geometrischen Aberrationen. Die Multipolstärken wurden mit Hilfe eines Raytracing Programms ermittelt, in das auch detaillierte Randfeldberechnungen eingeflossen sind. Die errechneten geometrischen Aberrationen am Fokuspunkt betragen, bei voller Ausleuchtung der Linse, 180 nm horizontal und 280 nm vertikal. Vor allem drei Konzepte sollen gewährleisten, daß die notwenigen hohen Ansprüche an das Magnetfeld der Linse erfüllt werden können: Ein präzise geschliffenes Keramikrohr im Herzen der Linse definiert die exakte Position der Pole; supraleitende NbTi Folien dienen zur genauen Feldführung und supraleitende Schleifen zwischen benachbarten Polen unterdrücken automatisch alle ungeraden Feldkomponenten.

•M. Klenk, Ch. Kloc und E. Bucher
Fakultät für Physik, Universität Konstanz

Stöchiometrie, Reinheit(ppm-Bereich) und Dicke von Mono- und Multilayern köennen mittels der Röentgenfluoreszenz gleichzeitig bestimmt werden. Wir werden anhand mehrerer Beispiele über unsere Erfahrungen und Ergebnisse berichten. Als Schwerpunkte wählten wir die Charakterisierung von CuGaSe₂ Dünnfilmsolarzellen, deren Dicke im Bereich von wenigen Mikrometern liegt, die Analyse von Siliziumschichten im Nanometerbereich auf verschiedenen Substraten, sowie die Untersuchung dünner Folien. Die Resultate werden mit Ergebnissen anderer Analysemethoden, z.B. Ellipsometrie, verglichen.

•R. Knippelmeyer und H. Kohl
Westfälische Wilhelms-Universität Münster, Physikalisches Institut, Wilhelm-Klemm-Str. 10, 48149 Münster

Die Kartierung von Elementverteilungen (Elemental Mapping) mit Hilfe unelastisch gestreuter Elektronen, die einen Energieverlust DE erlitten haben, gewinnt durch die Verbreitung von Transmissionelektronenmikroskopen mit abbildendem Energiefilter mehr und mehr an Bedeutung. Zur Auswertung der energiegefilterten Bilder ist ein exaktes Verständnis des Streu- und des Abbildungsvorgangs unerläßlich. Bei Bildsimulationen von energiegefilterten Abbildungen wurde bisher angenommen, daß relativistische Effekte, wie Retardierung und die magnetische Wechselwirkung, bei Abbildungen mit für die Elektronenmikroskopie üblichen Beschleunigungsspannungen (80 - 200 kV) keine große Rolle spielen. Die von uns im Rahmen der relativistischen Quantenmechanik in Dipolnäherung simulierten Abbildungen einzelner Atome zeigen jedoch auch im Bereich relativ niedriger Beschleunigungsspannungen zum Teil schon erhebliche Abweichungen zu entsprechenden Simulationen, bei denen relativistische Effekte unberücksichtigt blieben. Zu höheren Beschleunigungsspannungen hin werden diese Abweichungen noch wesentlich ausgeprägter.

•Th. Gerhäußer¹, J. Hartmann¹, B. Stritzker¹ und W. Hösler^2
1Universität Augsburg, Institut für Physik, 86135 Augsburg
²Siemens AG, ZFE T MR 3, 81730 München

Die Kernreaktionsanalyse (NRA: nuclear reaction analysis) stellt eine effiziente Methode zum quantitativen Nachweis von Fluor in dünnen Schichten dar. In konventionellen RBS- (Rutherford Backscattering Spectrometry) Anordnungen stehen dazu die Reaktionen ¹⁹F(a,p_0,1)²²Ne zur Verfügung. Zur Analyse der Fluorbelegung wurde der differentielle Wirkungsquerschnitt dieser Kernreaktionen unter einem Detektorwinkel von 170^° im Energiebereich von 2 - 4 MeV bestimmt. Damit ist es zusätzlich möglich, eine Vorhersage der Position und Fläche der Protonenpeaks, die die obigen Reaktionen in konventionellen RBS-Spektren hervorrufen, zu treffen.

•J. Hartmann¹, M. Reichling¹ und T. Klotzbücher^2
1Fachbereich Physik, Freie Universität Berlin
²Lehrstuhl für Lasertechnik, Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen

Eine wichtige Anwendung polykristalliner Diamantschichten in der Mikroelektronik ist ihr Einsatz als Wärmesenken, wofür eine hohe laterale thermische Leitfähigkeit von entscheidender Bedeutung ist. Es wird gezeigt, daß die thermischen Eigenschaften qualitativ hochwertiger CVD-Diamantschichten von thermischen Barrieren bestimmt wird, die an den Korngrenzen lokalisiert sind. Mit Hilfe einfacher Modelle kann aus den mikroskopischen Wärmeleitungseigenschaften die makroskopisch ermittelte Wärmeleitfähigkeit für verschiedene Wärmeflußgeometrien vorhergesagt werden. Die thermischen Eigenschaften innerhalb eines Korns schwanken nur geringfügig, da Defekte vorwiegend an Korngrenzen angelagert sind. Dies wird bestätigt durch Mikro-Raman-Messungen, die eine Beurteilung der Kristallqualität mit Mikrometerauflösung ermöglicht.

J. Zegenhagen¹, •A. Kazimirov¹, Q. Jiang¹, T. Haage¹ und R. Feidenhans'l^2
1Max-Planck-Institut für Festkörperforschung, Stuttgart, Germany
²Risø National Laboratory, Roskilde, Denmark

The detailed structure of the SrTiO₃ bicrystal interface are of great interest e.g. with respect to oxygen sensor technology, where the oxygen transport is influenced by crystalline boundaries, or in view of applications of producing Josephson junctions in epitaxial High-Tc superconducting thin films. We studied a buried SrTiO₃(103) bicrystal boundary with X-ray diffraction at the ESRF, material science beamline. Recording the crystal truncation rod (CTR) scattering from both parts of the bicrystal we observed satellite features, characteristic of density modulations at the interface with a period of 50 lattice units. A vacuum exposed and annealed bicrystal boundary, studied for comparison in UHV with STM and atomic resolution, was found to be strongly facetted. Implications on e.g. Josephson junctions will be discussed.

M. F. Plass, W. Fukarek, A. Kolitsch und W. Möller
Forschungszentrum Rossendorf, Institut für Ionenstrahlphysik und Materialforschung, 01314 Dresden

Kubisches BN (c-BN) hat wegen seiner großen Härte und guten Stabilität ein breites Anwendungspotential als Schutzschicht. Leider zeigen c-BN Schichten ein Lagenwachstum [1], d.h. nahe dem Substrat bildet sich erst h-BN, bevor nanokristallines c-BN wächst. Dünne BN Filme wurden mit ionenstrahlgestützter Deposition (IBAD) auf Silizium abgeschieden und anschließend mit polar. IR Reflexion (PIRR) [2] Spektroskopie untersucht. Die Analyse der PIRR Daten von BN Schichten [3] mit einem Lagenmodell unter Berücksichtigung der Anisotropie von h-BN zeigt, daß - im Gegensatz zur h-BN-Schichtdicke - der c-BN Anteil (ca. 90 %) der Deckschicht unabhängig von den Depositionsparametern ist [4]. Das etablierte IR-Intensitätsverhältnis zur Bestimmung des c-BN Anteils, welches von den beiden BN Schichten mit nahezu reiner Phasenzusammensetzung abhängt [1], kann nur sehr grobe Informationen liefern und somit nur geringe Einblicke in den Wachstumsmechanismus bieten.

[1] D.J. Kester et al., J. Vac. Sci.  Technol. A12, 3074 (1994)

[2] W. Fukarek et al., Surf. Interface  Anal. 24, 243 (1996)

[3] M. F. Plass et al., Appl. Phys. Lett. 69, 46 (1996)

[4] M. F. Plass et al., Diamond Relat. Mater. (accepted)

•W. Kulisch, D. Albert, A. Malave, C. Mihalcea, W. Scholz und E. Oesterschulze
Institut für Technische Physik, Universität Kassel, Heinrich Plett-Str. 40, D-34109 Kassel

In unserem Beitrag wird ein Prozeß beschrieben, der die Herstellung von Diamantcantilevern mit integrierten Diamantspitzen für AFM-Messungen ermöglicht. Auf diese Weise wird die Härte von Diamant ausgenutzt, um den bei AFM-Messungen an harten Substraten üblicherweise auftretenden Verschleiß der Spitzen zu vermeiden. Der Herstellungsprozeß beruht auf der Abformtechnik und benutzt neben der Diamantabscheidung durch HFCVD bzw. MWCVD ausschließlich Standardverfahren der Silizium-Mikrosystemtechnologie. Cantilever und Spitzen werden mit Hilfe von SEM-Aufnahmen und Ramanmessungen eingehend charakterisiert. Schließlich wird die Tauglichkeit dieser Diamantcantilever/Spitzen anhand von AFM-Messungen an Diamantoberflächen demonstriert.

•Ludger Ackermann und Wilhelm Kulisch
Institut für Technische Physik, Universität Kassel, Heinrich Plett-Str. 40, D-34109 Kassel

In unserem Beitrag wird der Aufbau eines Tunnelmikroskops beschrieben, das die Durchführung von in situ-STM-Messungen während der Hot-Filament-Abscheidung von Diamant erlaubt. Dabei werden technologisch relevante Prozeßbedingungen (Substrattemperatur, Filamenttemperatur, Druck, Gaszusammensetzungen) verwendet. Anhand von Testmessungen wird demonstriert, daß trotz dieser experimentell schwierigen Bedingungen die Aufnahme von STM-Bildern möglich ist. Schließlich werden erste in situ-STM-Messungen zur Untersuchung der elementaren Mechanismen der Nukleation und des Wachstums von Diamant vorgestellt.

•J.W. Gerlach, M. Zeitler, T. Kraus, B. Stritzker und B. Rauschenbach
Institut für Physik, Universität Augsburg, 86135 Augsburg

Die Textur von polykristallinen dünnen Aufdampfschichten kann durch Ionenbeschuß während des Aufwachsens nachhaltig beeinflußt werden. In Abhängigkeit vom Ioneneinfallswinkel und von der Ionenstromdichte können sowohl Fasertexturen, als auch biaxiale Texturen verschiedenster Orientierung ({111}, {011}, {001}) erzeugt werden. Dabei zeigt sich auch eine Schichtdickenabhängigkeit der Textur. Am Beispiel von Titannitridschichten auf Silizium werden anhand von Röntgen-Polfiguren die verschiedenen Einflüsse auf die Textur gezeigt und diskutiert. Die Schichten wurden durch Verdampfen von Titan mit einer Depositionsrate von 0,33 nm/s unter simultanem 2 keV-Stickstoffionenbeschuß mit Ionenstromdichten von bis zu 100 mA/cm² und simultaner UV-Licht-Bestrahlung bei Raumtemperatur hergestellt. Die Schichtdicken variierten von 200 nm bis 500 nm.

•Sylke Uhlmann und Thomas Frauenheim
Institut für Physik, Technische Universität Chemnitz-Zwickau, 09107 Chemnitz

Tetraedrisch-gebundener amorpher Kohlenstoff (ta-C) wird unter Beteiligung von Ionen mit Energien zwischen 30 und 600 eV abgeschieden. Dieser Beitrag stellt Resultate von MD-Simulationen vor, die sich mit Eindringschwellen, -mechanismen, -tiefen sowie der Energie- Abhängigkeit von Strukturveränderungen in ta-C unter Kohlenstoff-Beschuß
beschäftigen. Das Potential basiert auf einer Dichtefunktional- Tight-
Binding-Methode. Die Oberfläche von einer 214-atomigen a-C Struktur ist durch kettenartige und graphitische Strukturen gekennzeichnet. Einzel- und Folgetrajektorien von C-Atomen mit unterschiedlichen Energien zwischen 10 und 100 eV, unterschiedlichen Auftreffpunkten liefern Aussagen zu den Eindringtiefen und energetischen Eindringschwellen. Für 40 und 80 eV wurden jeweils Folgen von 20 Beschüssen gerechnet. C-Atome dringen über offene Gebiete in der Oberfläche (E_p=5...10 eV) ein, wobei keine klare Barriere beobachtet werden kann. Eine Verdichtung tiefliegender Schichten ( < 6 Å) wird ab 80 eV beobachtet.

P. Bachem¹, •K.-L. Barth¹, W. Fukarek², M.F. Plass² und A. Lunk^1
1Institut für Plasmaforschung, Universität Stuttgart, Pfaffenwaldring 31, 70569 Stuttgart
²Institut für Ionenstrahlphysik und Materialforschung, Postfach 510119, 01314 Dresden

Der Abscheideprozeß von kubischem Borbnitrid (c-BN) kann mit der Methode der polarisierten FTIR-Reflexionsspektroskopie in situ mit einer Zeitauflösung im Sekundenbereich untersucht werden. Es wurde das Schichtwachstum von c-BN auf (111) Si Substraten im Hohlkathodenbogenverdampfer analysiert. Die s-polarisierten Reflexionsspektren zeigen ab 20 nm die Struktur der in-plane Schwingung (1370 cm^-1) von sp² gebundenem BN. Ab 50 nm Schichtdicke ist die out-of-plane Biegeschwingung bei 780 cm^-1 erkennbar. Die kubische Phase ist ab einer Schichtdicke von 95 nm detektierbar. Die Reflexionsspektren wurden mit einem Zweischichtmodell (Si - h-BN - c-BN) modelliert. Berücksichtigt ist der Oszillator von c-BN (1080 cm^-1) und h- BN bei 1370 cm^-1. Aus der Simulation der Spektren ergibt sich, daß die Dämpfung des c-BN Oszillators nahezu unabhängig von der Schichtdicke ist (170 cm^-1). Die transversal optische Frequenz bleibt zunächst konstant und steigt zwischen 300 nm und 400 nm Schichtdicke von 1060 cm^-1 auf 1100 cm^-1 an. Die Oszillatorenstärke steigt bis 300 nm von

5·10⁵ cm^-2 auf 20·10⁵ cm^-2 an und bleibt anschließend konstant.

P. Bachem, •K.-L. Barth und A. Lunk
Institut für Plasmaforschung, Universität Stuttgart, Pfaffenwaldring 31, 70569 Stuttgart

Die in situ VIS-Ellipsometrie ist hervorragend geeignet, einen Beitrag zur Aufklärung der Bildungsmechanismen von kubischem Bornitrid (c-BN) unter den Bedingungen der plasmaaktivierten Beschichtung zu leisten. Vorgestellt werden die Untersuchungen zum Schichtwachstum von haftenden (Schichtdicke 720 nm) und nichthaftenden (Abplatzung bei 400 nm) c-BN Schichten im Hohlkathodenbogenverdampfer. Das eingesetzte Ellipsometer ist durch folgende Angaben charakterisiert: rotierender Analysator, l = 650 nm; Zeitauflösung 1 s, Ortsauflösung auf der Probe 1 mm. Die gemessenen Y-D-Plots werden mit der effektiven Medium Theorie unter der Annahme eines anisotropen Mehrschichtmodells simuliert. Die Simulation der Y-D-Werte ergab Schichtabfolgemodelle, die aus fünf (haftend) bzw. vier Schichten (nichthaftend) bestehen. Gemeinsam ist diesen Modellen eine Interfaceschicht zum Substrat und eine borreiche Deckschicht an der Wachstumsfront. Zum Vergleich wurde das Schichtwachstum von h-BN diagnostiziert. Die Wachstumsrate der c-BN Schichten ist eine Funktion der Schichtdicke. Während die Rate der haftenden Schicht bis zu einer Dicke von 50 nm der des h-BN entspricht, ist die Rate der abplatzenden Schicht zu Beginn des Wachstums um den Faktor 2,5 geringer.

M. Chen¹, •G. Rohrbach² und A. Lunk^2
1Tsinghua Universität, Beijing 100 084, PR China
²Institut für Plasmaforschung, Universität Stuttgart, Pfaffenwaldring 31, 70569 Stuttgart

Zur Modellierung der Schichtwachstumsprozesse bei der Abscheidung von c-BN und h-BN wird die Sputterrate in Abhängigkeit von der Ionenenergie und -art sowie vom Einschußwinkel benötigt. Vorgestellt werden Experimente in einer Ionenstrahlanlage für einen Energiebereich von 300 eV bis 1 keV und in einem Einschußwinkelbereich von 0^° bis 80^°. Die Messung der Sputterraten erfolgte sowohl an h-BN- und c-BN-Schichten als auch an massivem Material. Die Schichten wurden durch plasmaaktivierte Bedampfung im Hohlkathodenbogen hergestellt. Aus der Auswertung des Masseverlustes bzw. des Interferenzspektrums ergab sich die Sputterrate. Eine Bewertung der experimentellen Ergebnisse resultiert aus dem Vergleich mit TRIDYN-Simulationen. Wegen der eingesetzten hohen Ionenstromdichten schieden TRIM-Simulationen aus. Eine Übereinstimmung zwischen Experiment und Simulation konnte sowohl für die Winkel- als auch Energieabhängigkeit erzielt werden, wenn für die Oberflächenbindungsenergie von Bor und Stickstoff 3 eV angenommen wird. Die Unterschiede in den Sputterraten von h-BN und c-BN ergeben sich durch die unterschiedlichen Dichtewerte beider Materialien (h-BN: 2,28 g/cm³, c-BN: 3,48 g/cm³).

C.A. Kleint, M.K. Krause, R. Höhne, •T. Glüsenkamp und P. Esquinazi
Abteilung Supraleitung und Magnetismus, Universität Leipzig, Linnéstraße 5, D-04103 Leipzig

Es wurden erstmals mit Laser Ablation unter UHV-Bedingungen epitaktische Doppelschichten von Magnetit (Fe₃O₄) [1] und CoO bzw. Co-substituiertem Magnetit (Fe_3-xCo_xO₄) aus keramischen Oxidtargets präpariert. Die Einzelschichtdicken lagen im Bereich zwischen 10¹ bis 10² nm. Als Grenzflächenorientierungen wurden (100) und (111) gewählt. Es werden Untersuchungen zur Ermittlung von geeigneten Abscheideparametern für das epitaktische Wachstum, die Einhaltung der Stöchiometrie der Einzelschichten (SQUID-Magnetometrie), sowie für die Vermeidung von Interdiffusionseffekten vorgestellt. Mit Hilfe von XRD werden die Wachstumsprozesse (pseudomorph bzw. relaxiert) in Abhängigkeit von der Schichtdicke charakterisiert. Die Untersuchungen von grenzflächensensitiven magnetischen Eigenschaften, wie Austauschkopplung und Austauschanisotropie, zeigen, daß neben der MBE [2] auch die PLD zur Herstellung von Heterostrukturen magnetischer Oxide geeignet ist.

[1] C.A. Kleint, H.C. Semmelhack, M. Lorenz, M.K. Krause, J.M.M.M. 140-144 (1995) 725

[2] P. v.d. Zaag, A.R. Ball, L.F. Feiner, R.M. Wolf, P.A.A. van der Heijden, J. Appl. Phys. 79 (1996) 5103

•M. Weisheit, S. Fähler und H. U. Krebs
Institut für Metallphysik, Universität Göttingen, 37073 Göttingen, und SFB 345

Mittels in-situ Widerstandsmessungen wurde das Wachstum laserdeponierter Schichten und Schichtsysteme untersucht. Der Schwerpunkt dieser Untersuchungen liegt auf der Charakterisierung und dem Vergleich der Grenzflächen von Systemen mit negativer (z.B. Bildung einer amorphen Phase im Falle von Ni-Zr) bzw. positiver Mischungsenthalpie (z.B. Fe-Ag, Cu-Ag). Die Ergebnisse werden mit RHEED-Messungen und ex-situ Röntgenuntersuchungen verglichen.

•V. Semenov^1,2, B. Straumal^1,2,3, N. Vershinin³, Y. Brechet⁴ und W. Gust^1
3Institute of Vacuum Technology, Chajanov str. 8/26, Moscow, 125047 Russia
⁴LTPMC/ENSEEG/INPG, B.P. 75, 38402 St. Martin d'Heres, France
¹Max-Planck-Institut für Metallforschung and Institut für Metallkunde, Seestr. 75, 70174 Stuttgart
²Institute of Solid State Physics, Chernogolovka, Moscow District, 142432 Russia

The process of the incorporation of microparticles into a growing coating is very important for the technology of vacuum arc deposition. Recently, it has been shown that the microparticles disappear gradually during their flight from the target to the substrate. Two different mechanisms for the in-flight elimination of microparticles are proposed: (1) Erosion due to the sputtering in the dense flux of ions, and (2) fragmentation of droplets. Thin Ti coatings were vacuum arc deposited on a silica glass substrate. The size dependence of the microparticles was studied with the aid of scanning electron microscopy. It was shown that the evolution of the size dependence with increasing time of flight corresponds to the sputtering mechanism, at least for small particles. The financial support from the TRANSFORM programme of BMBF, the Alexander von Humboldt Foundation and the INTAS project 93-1451 is acknowledged.

•H. Kersten¹, H. Steffen², H. Deutsch² und R. Hippler^2
1Department of Physics, TU Eindhoven, The Netherlands
²Institut für Physik, E.-M.-Arndt-Universität Greifswald

Die thermischen Bedingungen an der Substratoberfläche beeinflussen wesentlich das Zusammenwirken der Elementarprozesse sowie die Struktur und Zusammensetzung der oberflächennahen Schichten beim Plasmaätzen bzw. bei der Plasmadeposition. Für die Energiebilanz spielt neben Strahlung, chemischen Reaktionen und externen Heiz- bzw. Kühlmechanismen insbesondere die kinetische Energie der Ladungsträger eine wichtige Rolle. Der Energieeinstrom der Elektronen wird für verschiedene Elektronenenergieverteilungsfunktionen (Maxwell, Druyvesteyn) diskutiert und mit dem Einfußs der Ionenkomponente verglichen. Die Ionenenergieverteilungsfunktionen wurden mittels Plasmamonitoring bzw. nach [1] bestimmt. Die Abschätzungen werden mit experimentellen Ergebnissen zum Energieeinstrom bei der Ti-Deposition (HKBV, Magnetron) [2] und bei der Plasmareinigung [3] verglichen.

[1] Davis,W.D.,Vanderslice,T.A., Phys.Rev.131(1963),219. [2] Kersten,H.,Steffen,H.,Vender,D.,Wagner,H., Vacuum46(1995),305. [3] Kersten,H.,Deutsch,H.,Behnke,J.F. angenommen in Vacuum.

•H. Kersten, G. Swinkels, P. Schmetz, G. Kroesen und F. deHoog
Department of Physics, TU Eindhoven, The Netherlands

Powder particles which are injected into an argon RF plasma acquire a negative charge. Due to this charge the particles are trapped offering the possibility of monitoring and treatment. The particles are observed by Mie-scattering ellipsometry where the polarization state of light is modulated using a rotating compensator. The size, size distribution, density, and refractive index of the particles can be obtained. The treatment of the trapped particles is done by deposition of thin metallic films by magnetron sputtering. The discharges are taylored to fit the requirements. The particle and energy fluxes from the target and the plasma towards the powder particles have been estimated from probe measurements and plasma monitoring, respectively. The fluxes determine the thin film properties on the powder which has been investigated by surface analysis (XPS, SEM).

•Petra Meier
Hahn-Meitner-Institut GmbH Berlin, 14091 Berlin

In neueren Forschungsreaktoren sind Brennstabmaterialien mit hohen Urandichten erwünscht. Die Uransilizide U₃Si und U₃Si₂ erfüllen diese Voraussetzung. Bei Tests im Reaktor zeigte sich jedoch, daß das Abbrandverhalten dieser beiden Materialen völlig unterschiedlich ist. Um die Strahlenschäden in beiden Materialien zu untersuchen, wurden U₃Si und U₃Si₂ mit verschie- denen Projektilen bestrahlt. Es zeigte sich, daß die Schädigung für Projektile mit einem elektronischem Energieverlust S_e £ 12keV/nm in beiden Materialen sehr gut auf den nuklearen Energieverlust skalierbar ist. U₃Si und U₃Si₂ werden bei ca. 0.15 dpa amorph. Fuer 120 MeV Kr Projektile (S_e = 20 keV/nm) zeigt sich jedoch, daß die Schädigung in U₃Si₂ nach 0.05 dpa einen Sättigungswert erreicht. In U₃Si bewirken 120 MeV Kr Projektile (S_e = 24 keV/nm) ein langsameres Anwachsen der Schädigung und die Amorphisierung wird erst bei 0.32 dpa erreicht. Dieses Verhalten wird in beidem Materialen einem Einfluß des elektronischen Energieverlustes zugeschrieben. Außerdem wurden von beiden Materialien vorgeschädigte Proben mit 120 MeV Kr nachbestrahlt, wobei sich ein teilweises Ausheilen der Vorschädigung zeigte.

•H. Raaf, U. Streller, A. Krabbe und N. Schwentner
Institut für Experimentalphysik, FU Berlin, Arnimallee 14, 14195 Berlin

Die lichtinduzierte Ätzreaktion von Si(100) mit XeF₂ sowie Cu mit Cl₂ wurde untersucht. Mittels monochromatischer Synchrotronstrahlung (50nm-300nm) wurden Effizienz und Selektivität durch Reproduktion von Ni-Masken vermessen. Am Beispiel Si konnten typische Ätztiefen bis zu 1mm bei einer lateralen Auflösung im Submikrometerbereich erreicht werden. Die Effizienz der Reaktion ist stark wellenlängenabhängig und wird zwischen 105nm und 122nm maximal. Dabei werden Quantenausbeuten für geätzte Si-Atome pro einfallendem Photon von über eins (20) beobachtet und damit Werte, die mehr als vier Größenordnungen über den sichtbaren und ultravioletten Spektralbereich liegen. Zur Diskussion steht ein Reaktionsmechanismus, in dem an der Oberfläche eine elektronische Anregung in einer nur zwei Monolagen dicken Fluorosilylschicht erfolgt. An Cu wird das lichtstimulierte Wachstum von CuCl_x-Filmen mit vergleichbaren Effizienzen beobachtet. Über die Schichtzusammensetzung sollen die Reaktionsmechanismen geklärt werden.

•S. Kruijer¹, O. Nikolov¹, H. Reuther², W. Keune¹, S. Weber³ und S. Scherrer^3
1Laboratorium für Angewandte Physik, Gerhard-Mercator-Universität Duisburg, D-47048 Duisburg
²Forschungszentrum Rossendorf e.V., Institut für Ionenstrahlphysik und Materialforschung, Postfach 51 01 19, D-01314 Dresden
³Ecole des Mines, Laboratoire Métallurgie Physique & Science des Matériaux, F-54042 Nancy

50 keV Al⁺-Ionen wurden mit einer nominellen Dosis von 5x10¹⁷ cm^-2 bei Raumtemperatur und bei 300^°C in a-Fe-Oberflächen implantiert. Die a-Fe-Targets hatten sowohl unterschiedliche Dicken (Folien und Bleche) als auch unterschiedlichen Wärmekontakt zum Targethalter während der Implantation. Teilweise wurden die Proben einer anschließenden Wärmebehandlung unterzogen. Die verschiedenen metallischen Phasen wurden mit tiefenselektiver Konversionselektronen-Mössbauerspektroskopie (DCEMS) zerstörungsfrei untersucht.

Die Spektren zeigen sowohl verschiedene geordnete und ungeordnete, magnetische und nicht-magnetische Fe-Al-Phasen als auch die a-Fe-Matrix. Wir können quantitativ die Tiefenverteilung der verschiedenen Fe-Al-Phasen angeben und mit AES- und SNMS-Konzentrationsprofilen korrelieren.

Gefördert durch die DFG.

•D. Kurowski¹, R. Meckenstock¹, P. Sonntag¹, J. Pelzl¹, K. Brand² und P. Gruenberg^3
1Experimentalphysik, Ruhr-University-Bochum
²Dynamitron-Tandem-Laboratorium, Ruhr-University-Bochum
³IFF4, Forschungszentrum Juelich

Ion-irradiation of thin ferromagnetic films provides a means to investigate the correlation between structural defects and magnetic properties. The radiation damages and the ion beam mixing at interfaces change the magnetocrystalline- and uniaxial-perpendicular-anisotropy in a characteristic way. As shown in a previous work [1], low dose ( < 10¹⁶cm^-2) Fe-ion irradiated Ag/Fe 20nm/Ag-layers are dominated by magneto-elastic effects, which result from strain relaxation. For higher doses an increase of the interface roughness is obtained, which influence strongly the surface anisotropy. To separate the different contributions of the perpendicular anisotropies we investigate in this work high dose irradiated Ag/Fe/Ag-(001)-layers with different Fe-thicknesses (5-20nm) and Fe-wedges (2.2-12nm) with conventional and lateral resolved (photothermally modulated) ferromagnetic resonance and X-ray scattering. First results of the effects of interface roughness on the surface anisotropy will be discussed. This work is supported by the Deutsche Forschungsgemeinschaft, SFB 166.

[] D. Kurowski, proc. of MMM96 conf., accepted for publication, JAP

•S. Hausmann, L. Bischoff, J. Teichert, F. Herrmann und D. Grambole
Forschungszentrum Rossendorf, Postfach 510119, 01314 Dresden

Mit einem feinfokussierten Ionenstrahl[1] wird, in Abhängigkeit des Strahldurchmessers, mit einer Stromdichte von 1-10A/cm² Kobalt in Si(111) implantiert. Es bilden sich CoSi₂-Schichten, deren Eigenschaften in Abhängigkeit der implantierten Dosis, der Substrattemperatur und der Temperung variieren.

Die hergestellten CoSi₂-Schichten werden sowohl vor, als auch nach der Temperung elektrisch und mit Li-Mikro-RBS an der Kernmikrosonde[2] untersucht.

[1] L. Bischoff, E. Hesse, D.Panknin, W. Skorupa und J. Teichert, Microelectron. Eng. 23, 115 (1994)

[2] F. Herrmann und D. Grambole, Nucl. Instrum. and Meth. B104 26, (1995)

•Dagmar Janssen und Michael Anders
Labor für Mikrosystemtechnik, FH-Wedel

In Spin-on-Technik lassen sich aus wässrigen Lösungen von Alkalisilikaten fest haftende, homogene Glasschichten bei Schichtdicken von ca. 50 bis 150nm und Rauhigkeiten von wenigen Nanometern herstellen. Die Schichten werden anschließend in einem Argonplasma behandelt, um Strukturveränderungen durch Rekristallisation und Tröpfchenbildung zu vermeiden. Durch rasterkraftmikroskopische und rasterelektronenmikroskopische Untersuchungen wurde nachgewiesen, daß nach der Behandlung keine Materialveränderungen mehr stattfinden. Die Schichten sind somit zum Einsatz in Mehrlagenprozessen der Mikrosystemtechnik geeignet. Das Passivierungsverfahren sowie ein Verfahren zum Trockenätzen solcher Schichten werden vorgestellt.

•Friedrich Nehmeier¹, Alexander Rzany¹, Peter Bauer¹, Armin Bolz¹, Max Schaldach¹, Catherine Hahn² und Paul Mueller^2
1Zentralinstitut für biomedizinische Technik , Universität Erlangen-Nürnberg, Turnstraße 5, 91054 Erlangen
²Physikalisches Institut III, Universität Erlangen-Nürnberg, Erwin-Rommel-Straße 1, 91058 Erlangen

Die Rasterkraftmikroskopie ermöglicht die Abbildung und Manipulation einer integrierten Schaltung mit einer einzigen Sonde. Es wurde untersucht, wie gut dieses Verfahren nicht nur zum Materialabtrag von weichen Gold- und Aluminiumoberflächen arbeitet, sondern auch auf harten Materialien wie SiO und SiC. Neben der erfolgreichen Durchführung des strukturbildenden Materialabtrages wurde auch die Abhängigkeit der Eindringtiefe von der Geschwindigkeit, der Auflagekraft und der Art der Sensorspitze gemessen.

•A. Wießner¹, M. Agne¹, G. Schäfer², Th. Berghaus² und J. Kirschner^1
1Max-Planck-Institut für Mikrostrukturphysik, Weinberg 2, 06120 Halle (Saale)
²OMICRON Vakuumphysik GmbH, Idsteiner Straße 78, 65232 Taunusstein

Die Kombination von Raster-Tunnel-Mikroskopie (STM) mit Raster-Elektronen-Mikroskopie (SEM) bietet viele Vorzüge, die von einer einzelnen Methode nicht erbracht werden können. So erweitert das STM die Vergrößerung des SEM bis in den atomaren Bereich und ermöglicht eine exzellente vertikale Auflösung. Das SEM hingegen erlaubt einen globalen Überblick von der Probe und eine exakte Positionierung der Tunnelspitze an die zu untersuchende Position. Zusätzlich ermöglicht ein Elektronenenergie-Analysator (Cylindrical Sector Anayzer, CSA) die Messung von Auger-Spektren und Raster-Augerelektronen-Mikroskopie (SAM). Weitere Methoden wie Niederenergetische Elektronenbeugung (LEED) und Hochenergetische Elektronenbeugung in Reflexion (RHEED) können zur Probenanalyse verwendet werden. Das Konzept, die Leistungsfähigkeit und die bisher gesammelten Erfahrungen mit der Apparatur werden diskutiert. An mehreren Beispielen werden Anwendungsmöglichkeiten für die Apparatur gezeigt, die z.B. in der Untersuchung von Strukturen liegen, die mit dem STM alleine nur schwer aufgefunden werden können.

•Th. Mühl, H. Brückl, J. Kretz, I. Mönch, R. Rank, H. Vinzelberg und G. Reiss
Institut für Festkörper- und Werkstofforschung Dresden, Helmholtzstraße 20, D-01069 Dresden

Ein Rasterkraftmikroskop (RKM) wurde zur Strukturierung und Charakterisierung schmaler Leiterbahnen mit Breiten unter 100 nm eingesetzt.

Durch die mechanische Modifizierung elektronenstrahllithographisch hergestellter Leiterbahnen und anschließender kontrollierter Goldbedampfung wurden Tunnelkontakte erzeugt, die bei Temperaturen unterhalb von 800 mK die für Einzelelektronen-Tunneln charakteristische Coulomb-Blockade zeigen.

Das RKM wurde außerdem zur feldinduzierten Oxidation von Si(100) eingesetzt. Dabei konnten Oxidlinien mit einer Breite unter 100 nm erzeugt und durch nachfolgendes Ätzen als Vertiefungen in das Si über"-tragen werden. Diese Technik kann daher zur einfachen Erzeugung auch komplexer Ätzmasken verwendet werden.

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Zuletzt geändert am 21.08.1998

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