Investigation of condensation and evaporation of calcium fluoride crystals by molecular beam methods and atomic force microscopy

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Obgleich Calciumfluorid (CaF2) u. a. für das Wachstum dünner epitaktischer Schichten auf Silizium und wegen seiner optischen Eigenschaften für die Mikrolithographie von großem technischen Interesse ist, sind das Wachstum von CaF2-Kristallen selbst aus dem Dampf und der hierzu inverse Prozeß, die Verdampfung, bisher praktisch nicht untersucht worden. In dem vorliegenden Forschungsvorhaben soll die Ermittlung der grundlegenden Wachstums- und Verdampfungsmechanismen von CaF2 durch die Kombination von Molekularstrahlverfahren und Atomkraftmikroskopie erfolgen. Dazu sollen einzelne, die Kondensation und Verdampfung beherrschende kinetische Parameter, wie Kondensationskoeffizient, mittlerer Diffusionsweg, Verweilzeit und Oberflächendiffusionskoeffizient, in Abhängigkeit von Temperatur und Sättigungsverhältnis gemessen sowie die entstandenen Oberflächentopographien durch direkte Abbildung mit bis zu atomarer Auflösung bestimmt werden. Da beim CaF2 die Gleichgewichts-(Spalt-)fläche (111) und die Wachstumsfläche (100) nicht zusammenfallen, sollen Untersuchungen für (111)- und (100)- aber auch für (110)-Flächen duchgeführt werden.