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Dissertation angenommen durch: Gerhard-Mercator-Universität
Duisburg, Fakultät für Naturwissenschaften, Institut für Physik,
2002-06-04
BetreuerIn: Prof. Dr. Winfried Mönch , Gerhard-Mercator-Universität Duisburg, Fakultät für Naturwissenschaften, Institut für Physik
GutachterIn: Prof. Dr. Winfried Mönch , Gerhard-Mercator-Universität Duisburg, Fakultät für Naturwissenschaften, Institut für Physik GutachterIn: Prof. Dr. Ralf Courths , Gerhard-Mercator-Universität Duisburg, Fakultät für Naturwissenschaften, Institut für Physik
Schlüsselwörter in Deutsch:
Elektronenenergieverlust-Spektroskopie (EELS), GaN, AlGaN, Phononen,
Schwingungen adsorbierter Moleküle, Auger-Elektronenspektroskopie
Schlüsselwörter in Englisch: Electron energy loss spectroscopy
(EELS), Gallium nitride (GaN), AlGaN, Phonons, Vibrations of adsorbed
molecules, Auger electron spectroscopy
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Abstrakt in Deutsch
In dieser Arbeit wurden sowohl reine GaN{0001}- als auch
AlGaN(0001)-Oberflächen mit der hochauflösenden
Elektronenenergieverlust-Spektroskopie HREELS sowie
elektronenspektroskopischen Methoden charakterisiert. Weiterhin wurde
die Wechselwirkung von Wasserstoff mit GaN{0001}-Oberflächen beider
Polarität untersucht.
An reinen GaN-Oberflächen wurden die phononischen und elektronischen
Eigenschaften sowie die Probenreinigung und thermische Zersetzung
untersucht Mittels HREELS wurde die Energie der Fuchs-Kliewer
(FK)-Phononen zu 86,8 meV bestimmt. An Ga-polaren Oberflächen wurde ein
Bandlückenzustand bei 2.7 eV gefunden.
Wasserstoff bindet an den hier untersuchten Oberflächen sowohl an N-
als auch an Ga-Atome der Oberfläche. Dies konnte durch ein
Isotopenexperiment mit Deuterium eindeutig geklärt und damit
Unklarheiten in der Literatur beseitigt werden. Photoemissionsmessungen
bestätigen dieses Ergebnis.
Die Eigenschaften der AlGaN-Oberflächen wurden als Funktion der
Komposition untersucht. Eine negative Elektronenaffinität wurde dabei
für keine Komposition gefunden. Die FK-Phononen von AlGaN zeigen ein
Ein-Moden-Verhalten.
Abstrakt in Englisch
In this thesis clean GaN{0001} as well as AlGaN(0001) surfaces were
characterized by high-resolution electron energy-loss spectroscopy
(HREELS) and electron spectroscopic means. Moreover, the interaction of
hydrogen with GaN{0001} surfaces of both polarities was investigated.
At clean GaN surfaces, the vibrational and electronic properties were
determined, surface cleaning procedures and thermal decomposition were
examined. By means of HREELS the energy of the Fuchs-Kliewer
(FK)-phonon was determined as 86.8 meV. At Ga-polar surfaces a gap
state at 2.7 eV was found.
Atomic hydrogen was found to bind to both N and Ga. Deuteration of the
surface delivered clear evidence for this behaviour and, thus, resolved
a discrepancy published in the literature. Photoemission measurements
confirmed this finding.
The properties of AlGaN surfaces were investigated as a function of
their composition. Over the whole composition range no evidence for a
negative electron affinity was found. The FK phonons of AlGaN show a
one-mode behaviour.
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