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Growth and surface properties of epitaxial SnO2

Rachut, Karsten ; Körber, Christoph ; Broetz, Joachim ; Klein, Andreas (2014)
Growth and surface properties of epitaxial SnO2.
In: physica status solidi (a), 211 (9)
doi: 10.1002/pssa.201330367
Artikel, Bibliographie

Kurzbeschreibung (Abstract)

The surface potentials of SnO2 films grown epitaxially by magnetron sputtering on TiO2 and Al2O3 substrates with (110), (001), (101), and (100) SnO2 surface orientations are determined using in situ photoelectron spectroscopy. Epitaxial growth is verified using X-ray diffraction and low energy electron diffraction. The emphasis lies on the determination of work functions and ionization potentials of epitaxial SnO2 surfaces. SnO2 films prepared under chemically reducing conditions exhibit work functions φ of 4.25–4.48 eV and ionization potentials IP of 7.54–8.11 eV. It is furthermore demonstrated that a subsequent annealing in oxygen alters the surface dipole, visible through a large increase of ionization potential. This is due to a change of the surface termination from a reduced to a stoichiometric surface which exhibits Sn in the +IV oxidation state. The observed increase of IP varies from 0.48 eV for the (110) SnO2 surface to 1.05 eV for the (101) SnO2 surface.

Typ des Eintrags: Artikel
Erschienen: 2014
Autor(en): Rachut, Karsten ; Körber, Christoph ; Broetz, Joachim ; Klein, Andreas
Art des Eintrags: Bibliographie
Titel: Growth and surface properties of epitaxial SnO2
Sprache: Englisch
Publikationsjahr: September 2014
Verlag: WILEY-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA
Titel der Zeitschrift, Zeitung oder Schriftenreihe: physica status solidi (a)
Jahrgang/Volume einer Zeitschrift: 211
(Heft-)Nummer: 9
DOI: 10.1002/pssa.201330367
Kurzbeschreibung (Abstract):

The surface potentials of SnO2 films grown epitaxially by magnetron sputtering on TiO2 and Al2O3 substrates with (110), (001), (101), and (100) SnO2 surface orientations are determined using in situ photoelectron spectroscopy. Epitaxial growth is verified using X-ray diffraction and low energy electron diffraction. The emphasis lies on the determination of work functions and ionization potentials of epitaxial SnO2 surfaces. SnO2 films prepared under chemically reducing conditions exhibit work functions φ of 4.25–4.48 eV and ionization potentials IP of 7.54–8.11 eV. It is furthermore demonstrated that a subsequent annealing in oxygen alters the surface dipole, visible through a large increase of ionization potential. This is due to a change of the surface termination from a reduced to a stoichiometric surface which exhibits Sn in the +IV oxidation state. The observed increase of IP varies from 0.48 eV for the (110) SnO2 surface to 1.05 eV for the (101) SnO2 surface.

Freie Schlagworte: epitaxy; ionization potential; SnO2; surfaces; work function
Zusätzliche Informationen:

SFB 595 D3

Dedicated to Wolfram Jaegermann on the occasion of his 60th birthday

Fachbereich(e)/-gebiet(e): 11 Fachbereich Material- und Geowissenschaften > Materialwissenschaft > Fachgebiet Oberflächenforschung
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DFG-Sonderforschungsbereiche (inkl. Transregio)
Hinterlegungsdatum: 15 Dez 2014 11:50
Letzte Änderung: 29 Mär 2015 17:17
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Sponsoren: This work was supported by the Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) within the collaborative research center SFB 595 (Electrical Fatigue of Functional Materials) and by the state of Hessen within the LOEWE centre AdRIA.
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