Oberflächen- und Interlagendiffusion von Xenon in Monolagen und Multilagen

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Die Oberflächendiffusion von Adsorbaten im Monolagen- und Multilagenbereich ist einer der wichtigsten dynamischen Prozesse auf Oberflächen. Besonders das Wachstum von Adsorbatschichten sowie die Stabilität von Adsorbatstrukturen werden erheblich von Diffusionsprozessen bestimmt. Im vorgeschlagenen Projekt soll die Diffusion von Xe-Atomen in und auf Xenon-Schichten im Monolagen- und insbesondere im Multilagenbereich auf Einkristallsubstraten untersucht werden. Gegenstand der Untersuchung sind das Tempern, die Interlagendiffusion, also die Vermischung der letzten Atomlagen, und die Tracer-Diffusion im Monolagen- und Multilagenbereich. Dies wird im Temperaturbereich von 25-70 K erfolgen, also von schwacher bis starker thermischer Anregung der Xenon-Schicht. Methodisch wird die Kernspinresonanz (NMR) an 129Xe eingesetzt. Die Platzwechsel werden durch 2DAustausch- NMR Spektroskopie (EXSY) untersucht. Beim Tempern werden strukturelle Inhomogenitäten ausgeheilt, diese schlagen sich in der Liniebreite nieder. Untersuchungen hierzu sollen an Proben mit verringertem 129Xe Isotopenanteil durchgeführt werden, wodurch sich die Dipolbreite herabsetzen lässt. Die Tracer-Diffusion kann durch gepulste Magnetfeldgradienten (PFG-NMR) vermessen werden. Die notwendige Empfindlichkeit wird durch optisch polarisiertes 129Xe erreicht, bei dem die Kernpolarisation (Pz~0.5) um einen Faktor 105 gegenüber der thermischen Polarisation gesteigert wurde. Daher ist die Untersuchung von Monolagen auf einer Fläche von etwa 1 cm2 möglich.