E. Menzel

Elektronenbeugung an Kupfereinkristall-Oberflächen bei hoher Temperatur

ZusammenfassungEs wird der Temperatureinfluß auf die Elektronenbeugung bei Reflexion und Durchstrahlung untersucht. Dabei bewährt sich ein neues Verfahren zur Herstellung von Einkristallen mit sehr reiner Oberfläche. Eine Störung des Elektronenstrahls durch das Magnetfeld der Präparatheizung wird durch die Anwendung alternierender Heiz- und Beobachtungsperioden ausgeschaltet.Bei steigender Temperatur vermindern die Wärmeschwingungen der Atome den Kontrast der Reflexe, beginnend bei denen mit hoher Indizierung. Daraus wird auf den Zusammenhang von Atomamplitude und Temperatur geschlossen. Im Durchstrahlungsversuch, wo sich das Kristallinnere geltend macht, sind die Atome annähernd durch ein lineares Kraftgesetz an ihre Ruhelage gebunden. Im Reflexionsversuch bestimmt die Kristalloberfläche das Geschehen, hier unterliegen die Atome einer Bindungskraft, die mit der Amplitude weniger als linear anwächst.

Zum Temperatureinfluß auf die Elektronenbeugung in Reflexion und Durchstrahlung

ZusammenfassungMit Hilfe der Elektronenbeugung wird der Temperaturgang der Gitterschwingungen bei Kupfer und Silber untersucht. Interferenzen, die durch Reflexion am massiven Kristall entstehen, geben Auskunft über die Verhältnisse in einer dünnen Oberflächenschicht. Wie sich zeigte, wachsen hier die Amplituden der Wärmeschwingung mit steigender Temperatur rascher als im Kristallinneren. Auf die Verhältnisse im Kristall wird aus der Beugung bei Durchstrahlung von Aufdampfschichten geschlossen. Auch hier zeigt sich, wenngleich schwächer, der Einfluß nichtlinearer Bindungskräfte. Dieser Einfluß läßt sich kennzeichnen mit einer GrenztemperaturT0, bei der die Wärmeamplitude formal über alle Grenzen wächst, sie ist durch Extrapolation bestimmbar.T0 kann in Beziehung gesetzt werden zur Theorie vonMie-Grüneisen. Es wird der Vergleich mit vereinzelten analogen Röntgenbeobachtungen gezogen

Surface migration of oxygen and metal atoms during the oxidation of copper and silver

Abstract The growth of discontinuous oxide crystallites on copper and silver proceeds by condensation of oxygen atoms on the boundaries of the crystallites; at first the oxygen atoms migrate on the surface of the free metal. Metal atoms also diffuse on the surface during the process of oxidation; ditch-wall systems were observed on the boundaries of the crystallites by interference microscopy. These systems must migrate during the growth of the crystallites. If the discontinuous Cu 2 O is thermally reduced in hydrogen, hydrogen atoms are migrating over the metal surface, and they react with the oxide when they contact the interface.

Die diskontinuierliche Oxydulbedeckung von Kupfer

Bei der thermischen Oxydation von ungestörten Kupferoberflächen entstehen bei geringem Sauerstoffdruck einzelne, relativ große Oxydulkristalle. Ihr Wachstum und ihre Formen können mit dem Lichtmikroskop beobachtet werden. Daraus ergeben sich Hinweise auf das Kristallwachstum beim Anlaufprozeß: Die am dichtesten mit Kupferatomen besetzten Gitterketten und ihre Abstände sind nicht nur für die Epitaxiegesetze, sondern auch für die Kinetik des Wachstums entscheidend. Sie verursachen bei kugelförmigen Kristallen eine kreisförmige Anordnung der Oxydulkristallite um bestimmte Kupferpole. Das polarisationsoptische Verhalten der diskontinuierlichen Anlaufschichten erlaubt, die Doppelbrechung von massivem Oxydul als Formdoppelbrechung zu deuten.