Promotionsvortrag von Stefanie Hilgers

Im Fokus dieser Arbeit steht die detaillierte strukturelle und chemische Charakterisierung von Sb-Nanoribbons auf der Ag(110)-Oberfläche. Um die strukturelle Anordnung der Nanoribbons aufzuklären, werden oberflächensensitive Messmethoden wie die Niederenergetische Elektronenbeugung (LEED) und die Rastertunnelmikroskopie (STM) verwendet. Für die chemische Charakterisierung der verschiedenen Bindungsumgebungen wird die Röntgenphotoelektronenspektroskopie (XPS) angewandt. Die Kombination dieser Messmethoden ermöglicht es, ein Strukturmodell für die atomare strukturelle Anordnung der Sb-Nanoribbons auf der Ag(110)-Oberfläche aufzustellen.

Bei einer Schichtdicke von 0,5ML bildet sich eine c(2x2)-Rekonstruktion aus. Anhand der LEED-IV-Analyse und XPS-Messungen kann sie als Substitutionslegierung, auch Alloy genannt, identifiziert werden. Die XPS-Messungen weisen sowohl im Sb 4d-Signal als auch im Ag 3d-Signal eine deutliche Alloy-Komponente auf, die der Bindung zwischen Sb und Ag zugeordnet werden kann.

Für höhere Schichtdicken wird im STM die Ausbildung von Sb-Nanoribbons beobachtet. In der vorliegenden Arbeit werden die beiden Ribbons I- und Ribbons II-Phasen mit Schichtdicken von 1ML und 1,24ML näher untersucht. Mit steigender Schichtdicke nimmt die Alloy-Komponente in den XPS-Messungen ab, weshalb auf ein Auflösen des Alloys, ein Dealloying, geschlossen werden kann. Somit wachsen die Sb-Nanoribbons direkt auf der Ag(110)-Oberfläche. Basierend auf den winkelaufgelösten Messungen unter Theta = 0° und Theta = 60° kann zudem ein zweilagiges Wachstum der Ribbons identifiziert werden.

Im STM können schmale und breite Nanoribbons beobachtet werden, die aus zwei bzw. vier Atomen in der obersten Atomlage bestehen. Die Nanoribbons sind stochastisch auf der Oberfläche angeordnet, was sich im LEED in Form von aufgespaltenen Intensitätsreflexen entlang der [1-10]-Richtung widerspiegelt. Dabei ist die Distanz zwischen den Reflexen direkt mit dem Verhältnis von schmalen zu breiten Ribbons verknüpft. Für die Ribbons II-Phase sind im LEED entlang der [001]-Richtung zusätzliche Reflexe zu erkennen. Anhand der LEED-Analyse können diese einer facettierten Oberflächenstruktur zugeordnet werden. Die Facetten auf der Oberfläche entstehen vermutlich aufgrund eines Gitterversatzes, hervorgerufen durch eine Differenz zwischen den Ag- und Sb-Gitterkonstanten. Infolgedessen kommt es zu einer Neigung der Sb-Nanoribbons.

Basierend auf diesen Ergebnissen kann das bisher existierende Strukturmodell, wonach die Sb-Nanoribbons in einer Lage direkt auf dem Alloy wachsen, widerlegt werden. Stattdessen wird ein neues Strukturmodell präsentiert, das aus zweilagigen Sb-Nanoribbons besteht, die in der gamma-Sb-Struktur direkt auf der Ag(110)-Oberfläche wachsen.