Über die Bestimmung der dynamischen Leitfähigkeit dünner Metallfilme auf der (100)-Diamantoberfläche mittels Infrarot-Spektroskopie

Filme weniger Nanometer Dicke aus Chrom und Aluminium wurden im Ultrahochvakuum auf einer (1 0 0)-Diamantoberfläche hergestellt. Während des Wachstums wurde ihre dynamische Leitfähigkeit in-situ im infraroten (IR) Spektralbereich mittels Transmissionsspektroskopie gemessen. Um ein Verständnis der die Leitfähigkeit bestimmenden Prozesse zu erlangen, wurden die gemessenen Spektren mit Hilfe des Drude- und des Drude-Smith-Modells interpretiert. Es ist möglich, verschiedene Phasen des Filmwachstums zu unterscheiden. Für Aluminium wurde Vollmer-Weber-Wachstum beobachtet. Es konnte gezeigt werden, dass die mittlere Filmdicke am Perkolationsübergang erwartungsgemäß stark von der Substrattemperatur abhängt. Das Verhalten der Chrom-Filme muss als ungewöhnlich bezeichnet werden: Unterhalb einer kritischen Dicke von etwa 2,5nm können die IR-Spektren nicht mit dem Drude-Modell beschrieben werden. Aus den Messungen bei verschiedenen Substrattemperaturen kann aber sowohl ein amorphes Wachstum, als auch Vollmer-Weber-Wachstum ausgeschlossen werden. Als ursächlich wird ein aus der Literatur bekannter Phasenübergang von fcc- zu bcc-Chrom angenommen. Die IR-Spektren der nanokristallinen fcc-Phase können mit dem Drude-Smith-Modell beschrieben werden, wobei der Verlauf der erhaltenen Parameter die vorgestellte Interpretation stützt.