Münster 1999 – wissenschaftliches Programm

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O: Oberflächenphysik

O 35: Rastersondentechniken (II)

O 35.4: Vortrag

Donnerstag, 25. März 1999, 17:00–17:15, PC4

Kelvinsonden-Mikroskopie mit einem Ultrahochvakuum Rasterkraftmikroskop — •Ch. Sommerhalter, Th. Glatzel, Th. W. Matthes, A. Jäger-Waldau und M. Ch. Lux-Steiner — Hahn-Meitner-Institut, Glienicker Str. 100, 14109 Berlin

Wir stellen die Realisierung eines hochempfindlichen UHV-Kelvinsonden-Mikroskops vor. Durch die höhere Güte der Cantilever im Vakuum und die Verwendung der zweiten Cantileverresonanzfrequenz für die Bestimmung der elektrostatischen Wechselwirkung erreichen wir bei einer Lock-In Bandbreite von 1 kHz eine relative Energieauflösung <5meV bei einer Wechselspannung unter 100 mV. Dadurch wird der elektrostatische Beitrag in der Topographiebestimmung minimiert und die quantitative Bestimmung der Austrittsarbeit auf Halbleitern ermöglicht. Nach Eichung der verwendeten Si-Cantilever an einer Referenzprobe liefern Messungen an verschiedenen UHV-präparierten Metall- und Halbleiteroberflächen die aus der Literatur erwarteten Austittsarbeiten mit einer Genauigkeit <100 meV. Die laterale Auflösung kann über die Austrittsarbeitsminderung an Monolagenstufen auf Graphit (HOPG) auf 10−15 nm abgeschätzt werden. Messungen auf p- und n-GaAs(110) Spaltflächen zeigen lokal verminderte bzw. erhöhte Austrittsarbeiten an Stufen aufgrund lokalisierter Ladungen in Defektzuständen innerhalb der Bandlücke (Fermilevel pinning). Auf p-WSe₂(0001) zeigt die negative Ladung von Akzeptoren einen deutlichen Kontrast im Austrittsarbeitsbild.