Aus einem thermodynamischen Kontinuumsmodell von E. Bauer [Bau58]
läßt sich anhand der freien Grenzflächenenergien () der Wachstumsmodus
eines Elementes B auf einem Substrat A abschätzen
. Die Änderung der freien
Oberflächenenergie wird beschrieben durch:
Mit einer sehr großen Oberflächenenergie ()
eignet sich Wolfram hervorragend als Substrat für ein lagenweises
Wachstum der aufzudampften Filme. Die kleinere Oberflächenenergie
von Kobalt ()[MeG82] läßt dieses lagenweise Wachstum
erwarten. Dies wurde durch AES- und RHEED-Studien
verschiedener Gruppen
indirekt nachgewiesen [JBG89, OSG90, KnB93].
Das STM-Bild 4.1
zeigt einen über weite Teile geschlossenen, zwei Monolagen dicken Kobaltfilm mit
vereinzelten Inseln bzw. Löchern der dritten bzw. ersten
Monolage. Die Kobaltfilme wachsen in der
Nishiyama-Wassermann-Orientierung mit Co[W[110] und
Co[W auf.
Abbildung 4.1: Oben:
STM-Bild vom ca. Co/W(110).
Unten: Der Konturplot entlang der weißen Linie zeigt über weite Strecken
einen sehr glatten Film.
In Abhängigkeit der Co-Schichtdicke durchläuft der Kobaltfilm auf dem Wolfram verschiedene Gitterüberstrukturen [FKG95]. Der Grund ist die hohe Gitterfehlanpassung entlang der Wolfram [001]-Richtung (). Diese Strukturen lassen sich mit LEED (s. Abb. 4.2) bestimmen und sind in Tabelle 4.1 zusammengefaßt.
Zur Bestimmung der Überstruktur werden die Abstände zwischen zwei Wolframspots
und zwischen Kobalt- und Wolframspot vermessen :
Dies ist schematisch auf der rechten Seite in Abbildung 4.2 für
die ()-Struktur gezeigt.
Tabelle 4.1: Struktur der Co-Filme auf W(110) für verschiedene Bedeckungen.
Im Bereich 4 ML bis 10 ML kann die 7,2 x 1 Überstruktur im LEED
nicht mehr beobachtet werden. Hochauflösende LEED-Messungen zeigen
aber die Existenz dieser Struktur bis zu 10 ML an [FKG95, Koh94].
Abbildung:
Sichtbare LEED-Überstrukturen von Co/W(110).
Rechts: Schematische Darstellung des LEED-Bildes mit den Abständen und .
Oben links: 0.56 ML Co/W(110); pseudomorph.
Oben Mitte: 1.5 ML Co/W(110); 7.2 x 1 .
Unten links: 3.5 ML Co/W(110); 7.2 x 1 .
Unten Mitte: 5 ML Co/W(110); verzerrtes hcp.