Sonderforschungsbereich 546 "Struktur, Dynamik und Reaktivität von Übergangsmetalloxid-Aggregaten"

Teilprojekt C3 - beendet.

Allgemeine Angaben
 

Thema:

Atomstrahlbeugungs- und Tieftemperatur-Rastertunnelmikroskopie-Untersuchungen an Oxidoberflächen und dünnen Oxidfilmen

Fachgebiete und Arbeitsrichtung:

Experimentelle Festkörper- und Oberflächenphysik

Leiter:

Prof. Dr. Karl-Heinz Rieder Freie Universität Berlin Fachbereich Physik Arnimallee 14 14195 Berlin Telefon: (030) 8311355 Telefax: (030) 8385 2801 E-Mail-Adresse: rieder@physik.fu-berlin.de

Dr. Wolfgang Theis Freie Universität Berlin Fachbereich Physik Arnimallee 14 14195 Berlin Telefon: (030) 8385 4575 Telefax: (030) 8385 2801 E-Mail-Adresse: theis@physik.fu-berlin.de

Dr. Francesca Moresco Freie Universität Berlin Fachbereich Physik Arnimallee 14 14195 Berlin Telefon: (030) 8385 6465 Telefax: (030) 8385 2801 E-Mail-Adresse: moresco@physik.fu-berlin.de

Beschreibung

Die He-Beugungsuntersuchungen zur Oberflächenstruktur von Spaltoberflächen von im TP C4 hergestellten V₂O₅-Einkristallen haben ergeben, dass zwar Beugungsbilder gemessen werden können, die eine Berechnung der Corrugationsfunktion ermöglichen, dass aber die Gesamtintensität der Beugungspeaks um mehrere Größenordnungen unter jener von MgO-Spaltflächen liegt. Dies bedeutet, dass die V₂O₅-Oberflächen stark defektbehaftet sind, wobei infolge des "Giant Cross Section" von Fehlstellen oder Stufen keine weiteren gezielten Experimente zur Defektcharakteri-sierung mit He-Streuung möglich sind. Ebenfalls ausgeschlossen sind inelastische Experimente zu Oberflächengitterschwingungen. Mit der in der zweiten Förderperiode erfolgenden Konzentration auf das System V₂O₃ erscheinen jedoch Experimente zum Einfluss des Phasenübergangs auf die Oberflächenstruktur erfolgversprechend und stellen deshalb eines der Ziele des TP C3 dar. Vor-aussetzung ist dabei natürlich wieder die erfolgreiche Zucht von V₂O₃-Kristallen genügender Grösse und Qualität im TP C4. Aus diesem Grund soll mit der He-Streuung des weiteren auch das Wachstum dünner V₂O₃-Filme auf solchen Substraten untersucht werden, die entsprechend der Beurteilung durch andere Methoden gut geordnete glatte Filme ergeben. Auch solche Proben können für quantitative Strukturuntersuchungen herangezogen werden.
Das TP C3 soll in der zweiten Periode erweitert werden durch Einsatz eines unserer Tieftem-peratur-Rastertunnelmikroskope (LT-STM) für verschiedene Fragestellungen:

• Struktur und Defekt-Charakterisierung von einkristallinen V₂O₃-Oberflächen und dünnen Filmen, wobei hier auch Defekte künstlich durch Elektronen- bzw. Ionenbeschuss oder Reaktionen mit aggressiven Gasen hergestellt werden können und sich somit die Möglichkeit der Unterscheidung "natürlicher" und artifizieller Defekte ergibt.
  


• Die von uns beherrschten Möglichkeiten der Manipulation einzelner Atome und Moleküle auf Metalloberflächen sollen auf die Oxidoberflächen erweitert werden.
  


• Schließlich soll versucht werden, alle Einzelschritte chemischer Reaktionen (Präparation von Reaktanden durch Dissoziation von Muttermolekülen, Diffusion, chemische Assoziation), wie sie uns kürzlich für die Ullmann-Synthese von Biphenyl aus Iodbenzol auf Cu(111) gelungen ist, auf diesen Oxidoberflächen zu induzieren. Besonders interessant erscheint dabei die CO-Oxidation, da nach Berechnungen im TP C6 auch das Produkt CO₂ bei tiefen Temperaturen an Defekten haften bleibt, während es auf Metallen desorbiert und sich damit einer in situ-Identifikation mit dem STM entzieht.