KIP-Veröffentlichungen

Siliziumoxide spielen in verschiedenen Bereichen der Forschung eine Rolle, in der Astronomie bis hin zur Mikroelektronik. Es wurden die Verdampfungs-, Kondensations- und Temperprozesse von SiO_x unter Ultrahochvakuumbedingungen (UHV) mit in-situ Infrarotspektroskopie (IR-Spektroskopie) untersucht. Alle Messungen wurden in einer UHV-Kammer bei einem Druck von unter 5 · 10⁻¹⁰mbar durchgeführt. Zuerst wurde
der Gleichgewichtsdampfdruck von Siliziummonoxid (SiO) über Quarz (SiO₂) durch die Messung des Effusionsstroms aus einer Tantalknudsenzelle auf eine Quarzmikrowaage bestimmt. Dann wurde das Material auf verschiedene Substrate mit geeigneten IR und thermischen Eigenschaften gedampft. Der Kondensationsprozess wurde dabei mit IR Transmissions- (auf Si, Ge) und IR Reflexionsspektroskopie (auf Ta) beobachtet. Die aufgenommenen Spektren zeigten die optischen Eigenschaften von SiO mit der stärksten Absorptionsbande bei 1000 cm^-1 und 1120 cm^-1. Nach dem Tempern auf Temperaturen bis 800°C konnte eine Verschiebung der Resonanzfrequenz zu 1070 cm^-1 bzw. 1190 cm^-1 beobachtet werden, bevor eine vollständige Desorption bei etwa 900°C eintrat. Die Resonanzverschiebung kann mit der Dekomposition des anfänglichen SiO_x in Si und SiO2 erklärt werden.

For several reasons silicon oxides are materials of persistently big interest, from astronomy to microelectronics. It was studied the evaporation, condensation and annealing process of SiO_x under ultra-high vacuum (UHV) conditions with in-situ infrared (IR) spectroscopy. All measurements were performed in an UHV chamber with base pressure below 5 · 10⁻¹⁰mbar. First the equilibrium vapour pressure of silicon monoxide (SiO) through quartz (SiO₂) was determined by measuring the molecular flow from a tantalum Knudsen cell onto a quartz microbalance. Afterwards the evaporated material was deposited on different substrates with appropriate IR and thermal properties (Si, Ge, Ta). The condensation process was observed in-situ with IR transmittance (on Si, Ge) and IR reflectance spectroscopy (on Ta). The observed spectra revealed the optical properties of SiO with the strongest Si-O stretching vibration bands at 1000 cm^-1 and 1120 cm^-1. After annealing gradually to temperatures of up to 800°C a peak shift to 1070 cm^-1 and 1190 cm^-1 was observed, respectively, before complete desorption at about 900°C occurred. The peak shifts can be explained by decomposition of the initial SiO_x into Si and SiO₂.