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Charakterisierung des Schmelzverhaltens selbstorganisierter Indium-Nanostrukturen auf WSe2-Substraten

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2000

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Dippel, Markus

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Characterization of the melting behavior of self organized indium nanostructures on WSe2 substrates
Publikationstyp
Dissertation
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Zusammenfassung

In dieser Arbeit wurde das Schmelzverhalten von Indium-Nanostrukturen auf der (0001)-Oberfläche des Schichtgitterhalbleiters WSe2 untersucht. Die Nanostrukturen wurden durch thermisches Verdampfen im Ultrahochvakuum erzeugt. Hierbei entstehen auf der Substratoberfläche durch Selbstorganisation trigonale, stark facettierte Nanokristallite. Die Bestimmung der Inselgrößenverteilung erfolgte in situ mittels eines Tunnelmikroskops, das Schmelzverhalten der Nanostrukturen wurde mit der Methode der gestörten Winkelkorrelation charakterisiert. Hierbei werden radioaktive Sondenatome in die zu untersuchenden Inseln eingebracht, die es ermöglichen, das mit dem Phasenübergang einhergehende Verschwinden der kristallinen Ordnung zu detektieren.
Aus den durchgeführten Experimenten geht hervor, daß das Schmelzverhalten dieser facettierten Kristallite signifikant von jenem abweicht, das man für Indiuminseln findet, die eine (thermodynamisch stabile) Halbkugelform aufweisen. Zwar tritt auch bei den hier untersuchten Nanostrukturen der Effekt der Schmelzpunkterniedrigung auf, er wird jedoch durch die anisotrope Inselform stark modifiziert. Die im Rahmen dieser Arbeit experimentell bestimmten Schmelzpunkterniedrigungen sind, insbesondere für kleine Inselradien (r < 20 nm), deutlich reduziert. Diese Beobachtung läßt sich auf die starke Facettierung und die damit verbundene Änderung der Oberflächenenergie der Kristallite zurückführen.

Zusammenfassung in einer weiteren Sprache

In this work the melting behavior of indium nanostructures on (0001) oriented surfaces of the layered compound semiconductor WSe2 was studied. The nanostructures were produced by thermal evaporation under ultrahigh vacuum conditions. Self organization leads to the formation of strongly faceted nanocrystals of triangular shape. The size distribution of the indium islands was determined in situ by scanning tunneling microscopy, the melting behavior was monitored using perturbed angular correlation spectroscopy. For this, radioactive probe atoms are incorporated into the nanostructures. These nuclear probes allow the detection of the vanishing of the crystalline order and therefore the melting process.
The experiments clearly show that the melting behavior of faceted nanocrystals differs from the behavior which is expected for spherically symmetric (and hereby thermodynamically stable) indium islands. Although a reduced melting temperature is observed also for these faceted nanostructures, their melting behavior is strongly influenced by the anisotropic island shape. The melting point depression, which has been determined in these experiments, is reduced in comparison with spherical particles, with deviations being larger for small island sizes (r < 20 nm). This effect is attributed to the faceting and the accompanying change in surface energy of the indium islands.

Fachgebiet (DDC)
530 Physik

Schlagwörter

Schmelzpunkterniedrigung, melting point depression

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ISO 690DIPPEL, Markus, 2000. Charakterisierung des Schmelzverhaltens selbstorganisierter Indium-Nanostrukturen auf WSe2-Substraten [Dissertation]. Konstanz: University of Konstanz
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February 12, 2001
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