Münster 1999 – wissenschaftliches Programm
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O: Oberflächenphysik
O 11: Poster (I)
O 11.3: Poster
Montag, 22. März 1999, 19:30–22:30, Aula
Energie- und winkelaufgelöste Untersuchung der Adsorption von H2 auf Si(001)-Oberflächen — •M. Dürr, M. B. Raschke und U. Höfer — Max-Planck-Institut für Quantenoptik, D-85740 Garching und Physik Department, TU München, D-85747 Garching
Die dissoziative Adsorption von molekularem Wasserstoff auf Siliziumoberflächen zeichnet sich durch den starken Einfluß der kovalenten Natur der Si-Bindungen auf die Reaktionsdynamik aus. So läßt sich der dramatische Anstieg der Haftkoeffizienten mit der Oberflächentemperatur, wie er in früheren Experimenten mit thermischem Gas beobachtet wurde, durch eine Kopplung der Adsorptionsbarriere mit dynamischen Gitterverzerrungen erklären [1]. Neue Messungen an Si(001) mit einem kombinierten Molekularstrahl-/SHG-Experiment zeigen für kleine Oberflächentemperaturen auch eine starke Abhängigkeit von der kinetischen Energie der Teilchen (Ekin = 70 − 300 meV), die mit steigender Oberflächentemperatur abnimmt (Ts = 450 − 670 K). Die aus diesen Daten ermittelte Adsorptionsbarriere beträgt ungefähr 0.8 eV. Aus der Anwendung des detaillierten Gleichgewichts ergeben sich für die rekombinative Desorption trotzdem relativ kleine mittlere Translationsenergien für H2, in qualitativer Übereinstimmung mit entsprechenden Experimenten [2]. Die auf Zweidomänen-Oberflächen gemessene Winkelverteilung der Haftkoeffizienten weist eine stärkere Variation auf, als sie durch die Verringerung der Normalenergie zu erwarten wäre. Der Einfluß der energetischen Korrugation ist für den Adsorptionsprozeß also entscheidend.
[1] P. Bratu et al., Phys. Rev. B 54, 5978 (1996).
[2] K. W. Kolasinski et al., Phys. Rev. Lett. 72, 1356 (1994).