KIP-Veröffentlichungen

Im Rahmen dieser Arbeit wurden unter UHV-Bedingungen Blei-Nanodrähte durch Aufdampfen von Blei (Pb) auf eine gestufte Si(335)/Au-Oberfläche hergestellt. Die Stufen dienen dabei als eindimensionale Diffusionskanäle für die Bleiatome und es entsteht ein makroskopisches Array parallel angeordneter Nanodrähte. Mittels Fouriertransformations-Infrarotspektroskopie und Reflexionsmessungen im sichtbaren Spektralbereich war es möglich, den strukturellen Phasenübergang sowie den gesamten Wachstumsprozess zu beobachten und zu jedem Zeitpunkt die entstandene Struktur zu charakterisieren. Aufgrund der in den Drähten angeregten Resonanzen können Rückschlüsse auf deren Größe getroffen werden. Die Messungen wurden bei Temperaturen von 275K und 305K durchgeführt. Bei 275K sind Drähte mit einer mittleren Breite von etwa 60nm und einer mittleren Länge von bis zu 0.9µm entstanden. Bei 305K erhält man um 20% längere Drähte, die jedoch schon eine mittlere Breite von bis zu 140nm aufweisen. Daraus ergibt sich ein Aspektverhältnis von 8 für 305K und von 11 bis 15 für 275K. Die Unterschiede können auf ein verändertes Diffusionsverhalten der Bleiatome bei verschiedenen Temperaturen zurüvkgeführt werden. Die durch die Infrarot-Strahlung induzierten Ströme verursachen eine Feldverstärkung, die in der nächsten Umgebung der Drähte am stärksten ist. Für die im Fernfeld gemessene mittlere quadratische Feldverstärkung erhält man bei 305K Werte um 10 und bei 275K Werte zwischen 10 und 17.

Within the framework of this thesis lead nanowires were produced by molecular beam epitaxy on a vicinal Si(335)/Au surface under UHV conditions. The steps of the vicinal surface serve as one-dimensional diffusion channels for the atoms and lead to the self-assembly of an macroscopic array of aligned nanowires. The optical properties of this system were studied by infrared spectroscopy and reflection of light in the visible range. We were able to observe phase transitions and to characterize the structure during the whole growth process. This was possible due to the observation of excited resonances parallel and perpendicular to the wires which provide an insight into their size. The measurements were performed at 275K and 305K. At 275K wires were grown with an average length up to 0.9µm and a width of about 60nm. At 305K one gets 20% longer wires, which have a width up to 140nm. These observations lead to aspect ratios of the wires of about 8 for 305K and in-between 11 and 15 for 275K. The differences are due to temperature dependent diffusion properties of the lead atoms. The induced currents cause an field enhancement nearby the wires which is higher at 275K than at 305K.