Deposition massenselektierter Aluminiumcluster
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Die Deposition massenselektierter Cluster auf Oberflächen ist eine faszinierende neue Methode zur Herstellung von Nanostrukturen. Die Cluster werden in der Gasphase in ihrer Gleichgewichtsstruktur erzeugt, massenselektiert und auf einem Substrat deponiert. Die Größe der Cluster, d.h. die Anzahl der Atome im Cluster kann dabei exakt ausgewählt werden. Dadurch ist es möglich, monodisperse Nanostrukturen auf einer Oberfläche zu erzeugen. In dieser Arbeit wurde der Aufbau eines Experiments zur Clusterdeposition beschrieben und das System: Aluminiumcluster auf Graphit untersucht. Eine Clusterquelle (HiFI PACIS) wurde derart optimiert, dass ein Clusterionenstrahl extrahiert werden konnte, der die Anforderungen eines Depositionsexperiments quantitativ und qualitativ erfüllt: Die Intensität der Cluster beträgt für Al_1, Al_22 und Al_70 mehr als 10^12 Atome pro Sekunde, dabei ist die Verbreiterung der kinetischen Energie der Cluster so gering, dass diese auf so kleine Geschwindigkeiten abgebremst werden können, um sie zerstörungsfrei zu deponieren - 'soft landing'. Anschließend wurde die Deposition von Aluminiumclustern (Al_70) auf Graphit bei kinetischen Energien von 10 eV, 40 eV und 80 eV untersucht. Dabei gelang es, die Cluster so weich zu landen, dass diese mobil auf der Graphit - Oberfläche vorlagen und bei Temperaturerhöhung (400^o C) an die Stufenkanten der Oberfläche diffundiert sind (E = 10 eV). Die Depositionen bei 40 eV und 80 eV hatten in jedem Fall eine Bindung der Cluster auf der Oberfläche zur Folge. Die Cluster lagen dann als einzelne, voneinander getrennte, immobile Nanostrukturen vor.
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The deposition of mass selected clusters on surfaces is a fascinating new methode to produce nanostructures. The clusters are generated in the gasphase in their equilibrium structure, mass selected, and deposited on a substrat. The cluster size, that is the number of atoms in the cluster, can be chosen exactly. Therefore it is possible to produce monodisperse nanostructures on a surface. In this thesis the cluster deposition experimental setup is discribed and the system: aluminum clusters on graphite is analysed. A cluster source (HiFI PACIS) was optimized in a way, that allows to extract a cluster ion beam, that fulfils quantitative and qualitative the demands of a deposition experiment: The cluster intensity of Al_1, Al_22 and Al_70 is more than 10^12 atoms per second, while the broadening of the kinetic energy of the clusters is small enough, to decelerate them to such low velocities allowing a non destructive deposition - 'soft landing'. The deposition of aluminum clusters (Al_70) on a graphite substrate at kinetic energies of 10 eV, 40 eV and 80 eV is analysed. A soft landing was achieved, leading to mobile clusters on the graphite surface, that are migrating at high temperatures (400^o C) to surface steps (E = 10 eV). Cluster deposition at kinetic energies of 40 eV and 80 eV results in clusters bound to the surface. The clusters are single, separated, immobile nanostructures.
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ISO 690
KLIPP, Björn, 2000. Deposition massenselektierter Aluminiumcluster [Dissertation]. Konstanz: University of KonstanzBibTex
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