Durch simultanes bzw. sukzessives Aufdampfen im UHV wurden Legierungsfilme aus Ag/Cu und Ag/Au auf einer Re(0001)-Oberfläche erzeugt und mittels LEED, TDS, DF und XPS zwischen 300 und 1100 K untersucht. Unsere Ergebnisse weisen darauf hin, daß es mit den aufgedampften Metallen nicht zu Platzwechselvorgängen mit dem Re-Substrat kommt, sondern daß diese bei allen Filmzusammensetzungen binäre Legierungen auf der Oberfläche bilden, auch beim im Dreidimensionalen nicht vollständig mischbaren System Ag/Cu. Diese vollständige Durchmischung der Komponenten spiegelt sich vor allem in der Kinetik der Desorption, aber auch im Verhalten der Austrittsarbeitsänderung wider. Während bei den Silber-Gold Legierungsfilmen bei keiner Zusammensetzung geordnete LEED-Überstrukturen gefunden werden, beobachten wir beim Ag/Cu-System für 2.2 + 2.2 Monolagen dicke Filme eine deutliche (25 x 25) Überstruktur, die vermutlich mit misfit-Disloaktionsdomänenbildung zu erklären ist. Bemerkenswert ist ferner, daß am interface zum Rhenium-Substrat eine Entmischung stattfinden kann, wobei sich die Komponente mit der höheren Bindungsenergie zum Re anreichert. Vergleichende Untersuchungen mit aufgedampften Palladium-Schichten zeigen, daß Pd (ähnlich wie Co) bereits mit dem Re-Substrat legiert, was sich in einer substantiell geänderten Desorptionskinetik widerspiegelt.

Durch sukzessives Bedampfen einer Re(0001)-Oberfläche wurden bimetallische Filme von Cu und Ag präpariert und mittels LEED, TDS und XPS im UHV untersucht. Im Submono-lagenbereich wachsen 1:1-zusammengesetzte Filme pseudomorph auf mit deutlichen Veränderungen der LEED-I,V-Kurven. Ab ca. 4ML (Cu/Ag = 1:1) entsteht eine (25x25) LEED-überstruktur, die weder mit der bekannten Cu(14x14) noch der Ag(15x15) Phase identisch ist und offenbar eine neue Oberflächenphase anzeigt. Dabei scheint die beim Volu-mensystem Cu-Ag bestehende Mischungslücke durch die Vorgabe eines Adsorptionsplatz-gitters durch das Substrat überwunden werden zu können, und es entsteht eine Oberflächenlegierung aus Kupfer und Silber. Dies äußert sich auch in der Form der TD-Spektren, die anders als bei den reinen Cu- und Ag/Re(0001) Systemen keine gemeinsamen Anstiegsflanken besitzen. Offenbar verhindern entropische Effekte und attraktive Cu-Ag-Wechselwirkungen die Ausbildung einer Phasen-separation in reine Cu- oder Ag-Inseln und damit auch die Einstellung eines entsprechenden Gleichgewichts zwischen der 2D-Gas und 2D-Kondensatphase. 

Thin Au films on Re(10-10) have been studied as a function of surface coverage in the temperature range from 300 K to 900 K by means of Video-LEED, AES and XPS. A coverage calibration was achieved by a combination of AES uptake curves and the interpretation of characteristic LEED patterns. Immediately after deposition of Au, metastable (1x4)- and (1x5)-structures are observed at coverages from 0.25 to 0.8, and from 0.8 to 0.9, respectively. However, formation of (1x1)-islands can be observed within less than an hour. For coverages between 0.5 and 0.7 ML, heating to 900 K leads to a (1x3)-superstructure that, upon cooling below 700 K, re-forms the (1x4)-structure observed after deposition at 300 K. In the monolayer range a (1x1)-structure is observed, in which the troughs of the Re surface are filled with Au atoms. For the second Au layer, a hexagonal Au film is formed, leading to a (1x8) superstructure. This (1x8) structure is visible up to coverages of 10 ML, even though it is superimposed by a (2x1) phase (possibly due to a reconstruction of the topmost Au layer) after completion of the second layer. The absence of significant core level shifts in XP-spectra of deposited Au submonolayers indicates weak electronic interactions. These are likely to be the underlying cause of the high mobility of Au on Re(10-10), facilitating the reversible phase transitions. 

Auf einem gestuften Re(0001)-Kristall (monoatomare Stufen, Terrassenbreite ~ 30-200Å wurde Kupfer bei Temperaturen zwischen 300K und 600K im UHV aufgedampft und mit STM, XPS, AES, LEED und TDS im Bedeckungsbereich 0 < Q < 12 ML untersucht. Im Submonolagenbereich erfolgt die Keimbildung überwiegend an den Stufenkanten, und die Keime wachsen dendritisch auf die Terrassenflächen hinaus. Bei Bedeckungen Q > 1ML bilden sich bei erhöhter Temperatur neue Strukturen, unter anderem ca. 20Å breite Cu-Doppelstränge. Die hohe Stufendichte bewirkt, daß neben den (0001)-Terrassenplätzen 5 bis 10% Kantenplätze mit geänderten Bindungsverhältnissen der Cu-Atome vorliegen. Dies belegt die gegenüber denen von einer sehr wenig gestuften (0001)-Fläche deutlich geänderte Form der TD-Spektren, die bei den Mono- und Bilagenzuständen keine gemeinsame Anstiegsflanke mehr aufweisen. Bedeckungsgrade Q > 2 und niedrige Depositionstemperaturen um 300 K verursachen dreidimensionales (Cluster)-Wachstum (Stranski-Krastanov). Beim Erhitzen verdichtet sich diese Schicht, ohne aber völlig kompakt zu werden.

Präzise Messungen des Desorptionsverhaltens von Metall-auf-Metall-Systemen ermöglichen den Zugang zu relevanten energetischen und kinetischen Größen derartiger Systeme. Wir haben aus Cu-TD-Spektrenserien von einer Re(0001)-Oberfläche die Desorptionswärme E_des als Funktion der Bedeckung Q für verschiedene Temperaturbereiche bestimmt und erhielten konkrete Hinweise auf einen Phasenübergang 2D-fest-gasförmig. Auf semiempirischem Wege (Bragg-Williams- und Gittergasnäherung) wurde E_des in Abhängigkeit von Q und T simuliert und mit dem experimentellen Befund verglichen. Das perpendikulare Potential ist bis Q = 0.7ML konstant (V_z» 255 kJ/Mol) und nimmt dann auf Grund von Verschiebungen des Cu-Adsorbats aus seiner angepaßten Oberflächengitterlage stark ab. Insgesamt konnte nicht nur die Funktion E_des (Q) verifiziert werden, sondern es gelang auch mittels einer Analyse der Desorptionsordnung, die kritische Temperatur der 2D-Kondensatphase zu T_c » 1110K sowie die laterale (attraktive) Cu-Cu-Wechselwirkungsenergie zu ~ 6.2 kJ/Mol zu bestimmen. 

Wir haben das Wachstum und die Struktur von Ag-Filmen auf der Re(10-10)-Oberfläche mit Hilfe von Video-LEED-Messungen, TDS, AES und STM untersucht. Für Q < 1 zeigen LEED Untersuchungen eine T-abhängige, reversible Umwandlung geordneter c(2x2), (1x4) und (1x1)-Phasen. Unsere STM-Untersuchungen zeigen für Q < 1 ein Inselwachstum. Die (1x4)-Phase entsteht innerhalb der Ag-Inseln durch eine periodische Anordnung von 2 mit Ag gefüllten und 2 leeren Gräben der anisotropen Re-Oberfläche. Für Q > 1 sehen wir in den ersten Lagen die Ausbildung von geschlossenen Filmen, für sehr hohe Bedeckungen eine Ordnung des Ag zu Strängen in [1-210]-Richtung. TD-Spektren zeigen 2 Desorptionsmaxima bei 1080K und 960K, die wir der Monolage und den nachfolgenden Multilagen zuordnen. Die Aktivierungsenergie der Desorption nimmt im Submonolagenbereich Werte zwischen 150 und 250kJ/mol an, für die Multilage entspricht sie der Sublimationsenergie von Ag. 

Antje Vollmer, Klaus Schmidt, Astrid Mohr, Ronald Wagner und Klaus Christmann,"LEED, TDS, AES und STM-Untersuchungen zur Struktur und zum Wachstum von Silber auf Re(10-10)", Verhandlungen der DPG (VI) 34,5 (1998) 907. 

Wir haben das Wachstum von Rh auf der Re(0001)-Oberfläche bei T=300 K und T > 400 K mit LEED, STM, TDS, XPS und AES studiert. STM-Messungen belegen, daß Rh bei T=300 K bereits im Submonolagenbereich in Form dreidimensionaler Aggregate aufwächst. Die Rh-Re-Wechselwirkung ist stark, und die Mobilität der Rh-Atome ist entsprechend eingeschränkt. Massenspektroskopische Experimente zur thermischen Desorption von Rhodium stützen die Vorstellung von einer starken Rh-Re-Wechselwirkung. Wird die Deposition von Rh bei erhöhten Temperaturen durchgeführt, tritt zunehmend Legierungsbildung im Oberflächenbereich ein, wie insbesondere XPS- und AES-Experimente belegen. Zur Charakterisierung der bimetallischen Oberflächen haben wir auch die Chemisorption von Kohlenmonoxid (CO) eingesetzt. Dabei zeigt sich eine gegenüber der reinen Rh(111)-Oberfläche verminderte CO-Desorptionsenergie, aber auch eine im Vergleich mit Re reduzierte Tendenz zur Dissoziation in Kohlenstoff und Sauerstoff. 

A. Mohr, O. Kurtz und K. Christmann, "Wachstum und Legierungsbildung von Rh auf einer Re(0001)-Oberfläche ", Verhandlungen der DPG (VI) 33,5 (1998) 865.

Mit Hilfe von quantitativer thermischer Desorptionsspektroskopie und LEED  haben wir das zwei- und dreidimensionale Wachstum und die Energetik von  Kupferfilmen auf einer Re(0001)-Oberfläche im T-Bereich zwischen  300 und 1200K studiert. 
Der Anstieg der Kupferdesorptionsaktivierungsenergie bei kleinen Bedeckungsgraden weist auf dominierende attraktive 
Kupfer-Kupfer-Wechselwirkungen hin; in diesem Bedeckungsgradbereich weicht auch die Ordnung der Desorption vom Wert Null ab, die das Desorptionsverhalten bei höheren Bedeckungsgraden gut beschreibt. 
Durch die Anwendung  eines neuen Auswerteverfahrens für thermische Desorptionsspektren ergab sich die Möglichkeit, einen 
Phasenübergang zu erkennen und im Hinblick auf laterale Wechselwirkungen zu charakterisieren, der sich im Submonolagenbereich innerhalb der Cu-Aufdampfschicht vollzieht und auf einem Gleichgewicht zwischen zweidimensionaler Gasphase und zweidimensional kondensierter Phase beruht. 
Die Ergebnisse werden diskutiert und mit dem ähnlichen (aber nicht identischen) System Ag/Re(0001) verglichen. 

Wagner, R., Schlatterbeck, D., Christmann, K., "Zur Wechselwirkung von Kupfer mit der Re(0001)-Oberfläche", Verhandlungen der DPG (VI) 33,5 (1998) 865.

Wir haben das Wachstum von Ag-Schichten auf der anisotropen Re(10[`1]0)-Oberfläche bei 300 K und höheren Temperaturen (400 < T < 600 K) mit Hilfe von AES, TDS und LEED für Ag-Konzentrationen zwischen 0 und 6 Monolagen untersucht. In den TD-Spektren beobachten wir mindestens zwei Ag-Desorptionsmaxima im T-Bereich zwischen 1000 und 1100 K, welche eine Unterscheidung zwischen der ersten Monolage und den nachfolgenden Multilagen ermöglichen; die Bedeckungsgradabhängigkeit folgt jeweils einer 0. Ordnung. Die Aktivierungsenergien für die Desorption liegen mit rund 300 kJ mol-1 etwas höher als bei der Re(0001)-Oberfläche und deutlich über der Sublimationsenergie von Ag. Eine Analyse der Auger-Elektronenspektren zeigt die Ausbildung einer fast geschlossenen ersten Monolage mit nachfolgendem eher dreidimensionalem Wachstum. Die LEED-Daten sind mit einem pseudomorphen Wachstum der ersten Ag-Monolage vereinbar. Wir vergleichen die Eigenschaften des Ag/Re(10-10)-Systems mit früheren Untersuchungen zu Struktur und Wachstum von Silberschichten auf der "`glatteren"' (0001)-Oberfläche des Rheniums. 

A. Vollmer, S.L.M. Schroeder und K. Christmann, "AES-, TDS-, und LEED-Untersuchungen zum Wachstum von Silber auf Re(10-10)", Verhandlungen der DPG (VI) 33,5 (1998) 893.

Mit den Methoden TDS, XPS, AES und Df, STM und LEED wurden Filme vom Submonolagenbereich bis hin zu 20 ML untersucht. 
Bei RT ergibt sich ein Lagenwachstum, oberhalb ca. 650 K erfolgt 3D-Wachstum. Ab 1000 K setzt wiederum Lagenwachstum ein. Dies wird aus den Q- und T-abhängigen XPS-Intensitätskurven deutlich und spricht für eine ausgeprägte Schwoebel- Barriere, die auch in STM-Aufnahmen zu beobachten ist. 
Die Q-abhängige Änderung der Austrittsarbeit zeigt bis auf ein Minimum von 150 meV in der Nähe der Monolage den Übergang der Austrittsarbeit von Re(0001) auf diejenige von Kobalt. STM-Aufnahmen bis zu mittleren Temperaturen ( < 700 K) belegen das oben genannte Wachstumsverhalten. 
Eine Oberflächenlegierungsbildung, die mit STM in der obersten Substratlage und in der ersten Co-Lage zu beobachten ist, schlägt sich nicht in BE-Verschiebungen der Rhenium- und Kobalt-XPS-Zustände nieder. Auch die mittels TDS bestimmte Desorptionsenergie im Bereich der Monolage liegt in der Nähe der Sublimationsenergie für reines Kobalt. 

D. Schlatterbeck, M. Parschau und K. Christmann, "Temperaturverhalten dünner Kobalt-Filme auf der Re(0001)- Oberfläche", Verhandlungen der DPG (VI) 33 (1998) 893.

Wir haben das Wachstum von Ag-Schichten auf einer Re(0001)-Oberfläche bei 300 K und höheren Temperaturen (400 < T < 600 K) mit Hilfe von LEED und STM im UHV für Filmdicken zwischen 1 und 6 Monolagen untersucht. Auf der reinen Re-Oberfläche wächst zunächst eine monoatomar hohe pseudomorphe Ag-Schicht auf, die wegen zahlreicher Strukturdefekte einen hohen LEED-Untergrund erzeugt. In der zweiten und dritten Lage finden wir dendritisches Wachstum von großen Silber-Inseln mit deutlichen `Misfit'-Versetzungslinien, die etwa 20-40 Å große Domänen voneinander trennen und durch eine leichte Relaxation der pseudomorphen Struktur zustandekommen. Wegen ihrer quasi-periodischen Anordnung erzeugen sie eine LEED-(10x10)-Koinzidenzstruktur. Bei T < 400 K präparierte Ag-Filme zeigen diese Effekte deutlicher als bei Raumtemperatur aufgedampfte Schichten. Erst nach 5 und mehr Ag-Monolagen sind die Misfit-Strukturen nicht mehr sichtbar und werden durch homogene epitaktische Ag(111)-Filme ersetzt. 

M. Parschau, D. Schlatterbeck und K. Christmann, "STM- und LEED-Untersuchungen zum Wachstum von Ag auf Re(0001)", Verhandlungen der DPG (VI) 33,5 (1998) 877.

Das Keimbildungs- und Wachstumsverhalten von Rhodium auf einer reinen und mit Schwefel und Sauerstoff vorbelegten Re(0001)-Oberfläche wurde bei 300 K mit LEED und STM studiert. Sauerstoff und Schwefel bilden charakteristische ferngeordnete Phasen, die - ebenso wie Re-Stufen und kristallographische Oberflächendefekte - als Keimbildungszentren für aufgebrachte Rh-Atome fungieren. Auf reinen Re(0001)-Oberflächen tritt von Beginn an sowohl homogene als  auch heterogene Keimbildung auf; bei sehr kleinen Bedeckungen (Q < 0.01 ML) dominiert jedoch die heterogene Nukleation an Stufenkanten, wobei ein mittlerer Abstand von ca. 20 Å zwischen den einzelnen Keimen vorherrscht. Die homogene Keimbildung auf den Terrassenflächen verläuft erwartungsgemäß statistisch; die nicht-dendritischen Wachstumsformen mit stark verrundeten Inselrändern lassen auf eine hohe Beweglichkeit der Rh-Atome entlang der Inselränder schließen. Auf breiteren Terrassen tritt entlang aufsteigender Stufen eine Verarmung an homogenen Keimen ein. Höhere Rh-Bedeckungen erzeugen zunehmend Fehlstellen in der Substratoberfläche; sie ordnen sich zu einer (2x2)-Phase, die auch im LEED-Bild als (2x2)-Struktur beobachtet werden kann. 

O. Kurtz und K. Christmann, "Untersuchungen zur Keimbildung und zum Wachstum von Rhodiumschichten auf einer Rhenium(0001)-Oberfläche", Verhandlungen der DPG (VI) 33,5 (1998) 877.

Mit Hilfe von STM, LEED, TDS, DF, und XPS wurden dünne Filme von Kobalt auf einer Re(0001)-Oberfläche untersucht. Dieses System ist durch die Bildung einer Oberflächenlegierung besonders interessant. Die Legierungsbildung tritt schon oberhalb von 300 K ein. Ab 400 K lassen sich geordnete Strukturen im STM beobachten, die bis zu einer Bedeckung von 2 Monolagen eine (2x2)-LEED-Überstruktur ergeben. Ab ca. 3 Monolagen ergibt sich im LEED-Bild eine unvollständige (10x10)-Überstruktur. Dieses Wachstum wurde bedeckungsgradabhängig und für verschiedene Aufdampftemperaturen mit XPS untersucht. 
Im TD-Spektrum bildet sich zunächst ein Peak, dessen Maximum bei ca. 1300 K liegt und das sich bei steigender Bedeckung zu höheren Temperaturen verschiebt. Ab Q > 1ML entsteht ein zweiter breiter Multilagenzustand bei tieferer Temperatur. Die TD-Daten wurden energetisch und kinetisch ausgewertet und mit dem System Ag/Re(0001) verglichen, bei dem die Desorption mindestens bis zur 3. Schicht lagenweise erfolgt. Oberhalb von 3 ML ist der Tieftemperaturpeak scharf. Eine erste Auswertung nach 0. ter Ordnung liefert eine Desorptionsenergie, die unterhalb der Sublimationsenergie von reinem Kobalt liegt. 

D. Schlatterbeck, M. Parschau und K. Christmann, " Wachstum und Legierungsbildung von Kobalt auf einer Rhenium(0001)-Oberfläche", Verhandlungen der DPG (VI) 33,5 (1998) 877.