Verlag des Forschungszentrums Jülich
JUEL-3475
Nach einer
kurzen Einführung in die Probleme beim Verständnis physikalischer Prozesse
auf Nanometerskala erfolgt eine umfassende Beschreibung des im Rahmen dieser
Promotionsarbeit gebauten temperaturvariablen RTM. Die Leerstelleninseln sind auf
der experimentellen Zeitskala stabil bei Temperaturen bis 340 K. Die Form der
Inseln mit einer Größe von 2-30 nm wird im Temperaturbereich von 250-350 K
untersucht. Die Gleichgewichtsform ist hexagonal, wobei die Inselecken vor allem
bei höheren Temperaturen (<= 300K) abrunden. Die Inselränder
fluktuieren um eine mittlere Form. Die Amplitude der relativen Fluktuation
skaliert nicht linear mit dem reziproken Inseldurchmesser. Die dynamische Koaleszenz
von Leerstelleninseln wird diskutiert, und auf den zugrunde liegenden atomaren
Transportmechanismus kann mit Hilfe eines kontinuumtheoretischen Skalenmodels aus
Beobachtungen für Ag(111) geschlossen werden: die Atome sollten demnach von
den Inselrändern abdampfen und über die Inselfläche diffundieren
(Terrassendiffusion). Dieses Skalenmodell läßt sich jedoch nicht
auf die untersuchten Inselgrößen anwenden.
Schlösser, Dietmar Christian
Dynamisches Verhalten von Nanoclustern auf der Kupfer(111)-Oberfläche
82 S., 1997
Die Form und die Bewegung von ionenbeschußinduzierten monoatomar tiefen
Leerstelleninseln auf der Cu(111)-Oberfläche werden mit einem temperaturvariablen
Rastertunnelmikroskop (RTM) untersucht. Das Ziel der Untersuchungen ist das
Verständnis des atomaren Mechanismus der Leerstelleninselbewegung.
Leerstelleninseln weisen
oberhalb Raumtemperatur eine laterale Zufallsbewegung auf, die sich als Brownsche
Bewegung auffassen läßt. Die Inselbewegung wird als Funktion des
Inseldurchmessers und der Temperatur mit RTM-Movies mit hoher Zeitauflösung
untersucht. Der Diffusionskoeffizient zeigt eine Zeitkorrelation sowie eine nicht
triviale Abhängigkeit sowohl vom Inseldurchmesser als auch von der Temperatur.
Aus den Daten wird eine Aktivierungsenergie von 0.55 ± 0.08 eV (bei einem
Inseldurchmesser d = 4.5 nm) für den ratenbestimmenden Prozeß ermittelt.
Die Aktivierungsenergie steigt mit kleiner werdendem Inseldurchmesser. Der
Vergleich der experimentellen Ergebnisse mit verschiedenen theoretischen Modellen
führt zu dem Schluß, daß sich mit kontinuumtheoretischen Modellen
zur Diffusion einzelner unabhängiger Atome die experimentellen Beobachtungen
nicht richtig verstehen lassen. Die Annahmen der Kontinuumtheorie gelten nicht mehr
für die untersuchten Inselgrößen, so daß ihre Anwendung zu
falschen Ergebnissen führt, wie z.B. bei der dynamischen Koaleszenz. Daher wird
der Versuch unternommen, ein Modell auf Basis eines kollektiven Prozesses zu
entwickeln, das die experimentellen Beobachtungen erklären kann.
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