Oberflächendiffusion auf Vizinalflächen

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Im Rahmen dieses Forschungsprojektes soll mit mehreren komplementären experimentellen Techniken die Diffusion von Adsorbaten auf wohldefinierten einkristallinen Festkörperoberflächen im Ultrahochvakuum untersucht werden. Gezielt fehlgeschnittene, mit Hilfe der Rastertunnelmikroskopie und der Elektronenbeugung gut charakterisierte Oberflächen sollen es ermöglichen, die Stufen- und Kinkverteilung genau zu definieren und so kontrollierte Messungen an diesen, für alle Wachstumsprozesse wichtigen Defekten und Nukleationszentren zu ermöglichen. Ein Multimethodenansatz ist dabei notwendig, um einen großen Längen- und Zeitbereich abzudecken, wie er durch die zwangsläufig vorhandene Mischung verschiedener Adsorptionsplätze und Diffusionspfade auf diesen Oberflächen ins Spiel kommt. Mit der Rastertunnelmikroskopie (STM) können Elementarschritte im Angströmbereich beobachtet werden. Hierzu muß die Bedeckung relativ klein und die Diffusionsrate niedrig gehalten werden. Mit Kernspinresonanzmethoden (NMR) können bei niedrigen Temperaturen einerseits Elementarschritte beobachtet werden, etwa der Austausch zwischen Stufen und Terrassenplätzen, bei mittleren und höheren Temperaturen können andererseits durch Relaxationsprozesse (T1, T2) oder durch den Ausgleich von aufgeprägten Magnetisierungsgradienten Diffusionskonstanten bestimmt werden. Die NMR-Messungen finden bei homogener Oberflächenbelegung und nicht extrem kleinen Bedeckungen statt. Die Beugung von Licht an laserinduzierten Adsorbatgittern beobachtet die Diffusion bei Vorhandensein eines chemischen Gradienten über mesoskopische bis makroskopische Distanzen hinweg.