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DCEMS-Untersuchungen an ionenimplantierten Fe-Si-Oberflächen
Seit einigen Jahren sind Eisensilizide von großem Interesse für Anwendungen in der Silizium-Technologie. Sie besitzen hervorragende elektrische Eigenschaften, eine hohe thermische Stabilität und eine große korrosionsbeständigkeit.
Viele Untersuchungen haben sich auf das stöchiometrische orthorhombische halbleitende
 -FeSi2 konzentriert. Das -FeSi2, welches als
potentieller Kandidat für
optoelektronische, photovoltaische und thermoelektrische Anwendungen gilt, ist unterhalb von 967°C stabil und besitzt aufgrund einer
durch den Jahn-Teller Effekt verursachten Gitterverformung eine direkte Bandlücke von 0.85 eV.
Das tetragonale metallische  -FeSi2 ist nichtstöchiometrisch im
Si-Konzentrationsbereich zwischen 69.6 und 72.1 at.% und ist stabil bei hohen Temperaturen oberhalb von 967°C.
Das vor Kurzem entdeckte metastabile metallische  -FeSi2 besitzt eine
CaF2-Struktur mit einer Gitterkonstanten, die fast identisch mit der von Silizium ist.
Das -FeSi2 existiert gewöhnlich in Form einer dünnen epitaktischen Schicht auf einem
Si Substrat oder als kleine kohärente Präzipitate in einer Si-Matrix aufgrund der guten übereinstimmung mit
der Si-Gitterkonstanten. Andere Eisensilizide, die sich mittels Ionenimplantation herstellen lassen, sind das
metallische  -FeSi mit B20-Struktur, das ferromagnetische Fe3Si
mit D03-Struktur, sowie das metastabile metallische c-FeSi mit B2-Struktur. Die Vielseitigkeit
des Fe-Si Systems mit seinen vielen verschiedenen Eisensilizid-Phasen bietet ein großes Spektrum an
interessanten Möglichkeiten und gestattet fundamentalen Fragestellungen bezüglich des Phasenbildungs- und
Wachstumsprozesses von Komponenten und einzelner Phasen unter variierenden Implantations- und
Aufdampfbedingungen nachzugehen.
Hierzu eignet sich vor allem die tiefenselektive Konversionselektronen Mössbauerspektroskopie (DCEMS), um
nach der Ionenimplantation zerstörungsfrei die Tiefenverteilungen der verschiedenen Eisensilizide zu
analysieren.
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