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Dünne Schichten, Oberflächen und Nanomaterialien

Welche Aussage beschreibt unter den Wachstumsmodi dünner Schichten das Stranski-Krastanov-Wachstum (SK-Wachstum) richtig?

  1. ADie Bindung zwischen Schicht und Substrat ist schwach, und von Anfang an wachsen verstreute dreidimensionale Inseln auf dem Substrat
  2. BNach einem Lagenwachstum von einigen Atomlagen wachsen dreidimensionale Inseln, etwa infolge angesammelter Verspannung
  3. CTrotz Gitterfehlanpassung wächst die Schicht bis zuletzt Atomlage für Atomlage
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Lösung: B. Nach einem Lagenwachstum von einigen Atomlagen wachsen dreidimensionale Inseln, etwa infolge angesammelter Verspannung

Beim Stranski-Krastanov-Wachstum wächst zunächst lagenweise eine Benetzungsschicht aus einigen Atomlagen; sammelt sich danach Verzerrungsenergie infolge der Gitterfehlanpassung an, wachsen zu ihrem Abbau dreidimensionale Inseln. Ein typisches Beispiel ist die Selbstorganisation von Quantenpunkten aus InAs auf GaAs (Gitterfehlanpassung etwa 7 %). Von Anfang an als dreidimensionale Inseln wächst die Schicht beim Volmer-Weber-Wachstum (VW), das auftritt, wenn die Bindung der Schichtatome untereinander stärker ist als die Bindung zwischen Schicht und Substrat; es ist häufig bei Metallschichten auf Oxiden zu beobachten. Bis zuletzt lagenweise wächst die Schicht beim Frank-van-der-Merwe-Wachstum (FM), das idealerweise bei gitterangepasster Epitaxie auftritt.

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