Thermospannung bei der Rastertunnelmikroskopie der metallischen Heterostruktur Blei auf Kupfer (111)

(2008), 81 S. : Ill., zahlr. graph. Darst.
Dissertation / Fach: Physik
Duisburg, Essen, Univ., Diss., 2008
Abstract:
Wenn Probe und Spitze eines Rastertunnelmikroskops unterschiedliche Temperaturen haben, entsteht zwischen ihnen eine Spannung. Diese Thermospannung liefert zusätzliche Informationen, die mit der elektronischen Struktur der Probe zusammenhängen. Bei Raumtemperatur aufgewachsenes Blei ist auf der Kupfer(111)-Oberfläche sehr mobil und sammelt sich zu sehr glatten Inseln an. Diese Inseln haben spezielle elektronische Eigenschaften ("Quantentopfzustände"), die von der Höhe der Inseln abhängen. Viele physikalische Eigenschaften des Bleis werden von dieser besonderen elektronischen Struktur beeinflusst. In dieser Arbeit wurden Bleiinseln auf Kupfer untersucht, um ausgehend von den bekannten elektronischen Eigenschaften der Bleiinseln die Thermospannung besser zu verstehen. Dabei wurde atomare Auflösung auf der 4x4-Überstruktur der Bleiatome der ersten Lage erreicht. Diese Messungen verdeutlichen eines der Probleme bei Thermospannungs-Untersuchungen: Einerseits ist klar, dass die elektronische Struktur der Bleiatome durch die Bindungen zum Substrat bestimmt wird. Die Thermospannung ist eine Folge dieser elektronischen Struktur und zeigt daher die gleiche laterale Periodizität wie das untersuchte System. Andererseits ist es ohne genaue Kenntnis der elektronischen Struktur von Spitze und Probe nicht möglich, quantitative Vorhersagen für die Thermospannung zu machen. Aus diesem Grunde wurde die Thermospannung von Bleiinseln untersucht: da die elektronische Zustandsdichte hier zum großen Teil durch Quantentopfzustände bestimmt ist, läßt sie sich als Stufenfunktion annähern und steht so für eine mathematische Modellierung zur Verfügung. Damit war es möglich, ein Modell zu entwickeln, in dem die Thermospannung für Bleiinseln auf Kupfer (111) auch quantitativ beschrieben werden kann.