Roman Shantyr

Scanning tunneling microscopy/scanning tunneling spectroscopy on growth, atomic and electronic structure of Co oxide and Mn oxide films on Ag(001)

Dissertation zur Erlangung des akademischen Grades doctor rerum naturalium (Dr. rer. nat.) vorgelegt an der Mathematisch-Naturwissenschaftlich-Technischen Fakultät der Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg
verteidigt am 29.06.2004

Abstract
Durch die Deposition von Co bzw. Mn in O2-Atmosphäre sowie die Wahl einer geeigneten Substrattemperatur können auf Ag(001) geordnete Co- Oxide bzw. Mn-Oxide in Form dünnen Schichten präpariert werden. In der vorliegenden Untersuchung wurden deshalb Wachstum und atomare sowie elektronische Struktur der gewachsenen Schichten mittels eines Tieftemperatur-Rastertunnelmikroskops (TT-RTM) charakterisiert. Zur Ermittlung der elektronischen Struktur wurden tunnelspektroskopische (RTS) Messungen durchgeführt und mit den RTM-Messungen verglichen.
Die vorliegende Untersuchung knüpft an frühere Arbeiten zur Keimbildung und zum Wachstum dünner CoO- und NiO-Schichten auf Ag(001) und Au(001) an, bei denen die Oxidschichten durch die Deposition von Co in O2 präpariert wurden. Diese Wachstumsexperimente wurden systematisch fortgesetzt und erweitert. Besondere Aufmerksamkeit gilt den RTS-Messungen, da über die elektronische Struktur der Oxidschichten mittels RTS nur geringe Kenntnisse vorliegen.

Thin Co oxide or Mn oxide films can be grown on Ag(001) surface by depositing Co or Mn in an O2-atmosphere. The substrate temperature as well as the O2 pressure play an important role in a growth process. In present work, therefore, the growth, atomic and electronic structure of grown films was investigated by means of Scanning Tunneling Microscopy (STM) and Scanning Tunneling Spectroscopy (STS). A low temperature STM was used.
This work is a continuation of earlier investigations on nucleation and growth of CoO and NiO films on Ag(001) and Au(001) substrates. The growth experiments were systematically advanced. A special attention was paid to STS measurements since it was not much known about the electronic structure of those films.

Keywords:
Rastertunnelmikroskopie, Rastertunnelspektroskopie, Co Oxid, Ag(001), Wachstum, elektronische Struktur, tiefen Temperaturen

Scanning tunneling microscopy, scanning tunneling spectroscopy, Co oxide, Ag(001), growth, electronic structure, low temperatures

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Inhaltsverzeichnis
Title page, Content (1-4)
1 Introduction (5-8)
2 Properties of Co oxides and Mn oxides (9-18)
3 Fundamentals of STM and STS (19-26)
4 Experimental (27-32)
5 Characterization of the Ag(001) substrate (33-50)
6 Growth of Co oxides on Ag(001) (51-80)
7 Growth of Mn and Mn oxides on Ag(001) (81-90)
8 Summary and outlook (91-96)
Literature (97-109)