Erzeugung und Charakterisierung metallischer Nanostrukturen auf n-Si(111):H Einkristalloberflächen

Abstract

Zyklische Voltammetrie und elektrochemisches Rastertunnelmikroskop (STM) wurden dazu verwendet die Eignung der Metalle Co, Pb, Cu und Au zur lokalisierten Elektrodeposition auf n-Si(111):H Einkristalloberflächen zu untersuchen. Dabei konnten auf atomar glatten n-Si(111):H Oberflächen abgeschiedene Co, Cu und Au Cluster mittels STM abgebildet werden. Die in situ Charakterisierung elektrochemisch gewachsener makroskopischer Co/n-Si(111):H, Pb/n-Si(111):H, Cu/n-Si(111):H und Au/n-Si(111):H-Kontakte erlaubte das elektronische Kontaktverhalten zu bestimmen. Mit Hilfe der gewonnen Erkenntnisse konnten 0D und 1D Pb-Nanostrukturen auf n-Si(111):H-Oberflächen lokalisiert aufgewachsen werden.Zur in situ Charakterisierung von Nanostrukturen wurden die Distanz-Tunnel-Spektroskopie (DTS) und die Kontakt-Spektroskopie (CS) eingesetzt. Im System Au(111)-Substrat/Au-Spitze erlaubte eine modifizierte DTS-Annäherungsroutine den Abstandsnullpunkt zwischen Oberfläche und STM-Spitze mit einer Genauigkeit von 1/3 Monolage zu bestimmen und Oszillationen der Barrierenhöhe in Abhängigkeit des Abstands zu messen. In situ Strom/Spannungs-Messung an 1D Goldpunktkontakten wiesen auf ein rein ohmsches Verhalten hin. Unterdessen spiegelten CS-Untersuchungen an Au/n-Si(111):H-Nanodioden gleichrichtendes Kontaktverhalten wider, wobei im Vergleich zu makroskopischen Au/n-Si(111):H-Kontakten eine um fünf Dekaden höhere Stromdichte ermittelt werden konnte.