Untersuchungen zur Oxidation von Eisenfilmen mittels Fourier-Transform-Infrarotspektroskopie
Mit Hilfe der Fourier-Transform-Infrarotspektroskopie wurde die Oxidation von wenige Nanometer dünnen Eisenfilmen auf MgO(001) und Si(100) und die damit verbundene Änderung der Relaxationsrate der freien Ladungsträger im Eisenfilm untersucht. Es ergab sich eine bei allen untersuchten Eisenfilmen eine frequenzabhängige Erhöhung der senkrechten Transmission von einigen Prozent. Die entsprechende Änderung der Relaxationsrate, die durch Streuung der freien Ladungsträger an den adsorbierten Sauerstoffatomen verursacht wird, kann innerhalb der ersten 10 L bis zu 100 betragen. Bei einem Angebot von ca. 8 L O2 und einer Temperatur von 117 K wurde Sättigung beobachtet, bei Raumtemperatur hingegen nicht. Dieses Verhalten wird von Literaturdaten, Messungen mit Auger-Elektronen-Spektroskopie und Ellipsometrie, bestätigt. Die Relaxationsratenänderungen deuten auch auf eine Abhängigkeit von der Morphologie der Eisenfilme. Messungen der relativen Reflexion mit p-polarisiertem Licht bei einem Einfallswinkel von 78 Grad und bei Raumtemperatur ergaben eine frequenzabhängige Absenkung, die bei 2100 cm-1 und einem Angebot von 235 L O2 in etwa 1.25 betrug. Es wurden LEED-Aufnahmen von an einer Eisenoberfläche adsorbiertem Sauerstoff (40 L O2, Raumtemperatur) und Eisenoxid (20 L O2, Ausheilen bei 896K) gemacht. In beiden Fällen zeigten sich scharfe 1x1-Strukturen die auf geordnete Oberflächen schließen lassen.
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