Surface Crystallization in a Liquid AuSi Alloy

X-ray measurements reveal a crystalline monolayer at the surface of the eutectic liquid Au_{82}Si_{18}, at temperatures above the alloy's melting point. Surface-induced atomic layering, the hallmark of liquid metals, is also found below the crystalline monolayer. The layering depth, however, is threefold greater than that of all liquid metals studied to date. The crystallinity of the surface monolayer is notable, considering that AuSi does not form stable bulk crystalline phases at any concentration and temperature and that no crystalline surface phase has been detected thus far in any pure liquid metal or nondilute alloy. These results are discussed in relation to recently suggested models of amorphous alloys.Comment: 12 pages, 3 figures, published in Science (2006

Atomic-Scale Surface Demixing in a Eutectic Liquid BiSn Alloy

Resonant x-ray reflectivity of the surface of the liquid phase of the Bi43Sn57 eutectic alloy reveals atomic-scale demixing extending over three near-surface atomic layers. Because of the absence of an underlying atomic lattice which typically defines adsorption in crystalline alloys, studies of adsorption in liquid alloys provide unique insight on interatomic interactions at the surface. The observed composition modulation could be accounted for quantitatively by the Defay-Prigogine and Strohl-King multilayer extensions of the single-layer Gibbs model, revealing a near-surface domination of the attractive Bi-Sn interaction over the entropy.Engineering and Applied Science

Atomic-scale surface demixing in a eutectic liquid BiSn alloy

Resonant x-ray reflectivity of the surface of the liquid phase of the Bi$_{43}$Sn$_{57}$ eutectic alloy reveals atomic-scale demixing extending over three near-surface atomic layers. Due to the absence of underlying atomic lattice which typically defines adsorption in crystalline alloys, studies of adsorption in liquid alloys provide unique insight on interatomic interactions at the surface. The observed composition modulation could be accounted for quantitatively by the Defay-Prigogine and Strohl-King multilayer extensions of the single-layer Gibbs model, revealing a near-surface domination of the attractive Bi-Sn interaction over the entropy.Comment: 4 pages (two-column), 3 figures, 1 table; Added a figure, updated references, discussion; accepted at Phys. Rev. Let

Oxidation of CoGa surfaces studied with surface x-ray diffraction

Ultra dünne Oxidschichten spielen z.B. bei der Herstellung von elektronischen Bauteilen und der Realisierung von nichtflüchtigen Speichermedien (MRAM = magnetic random access memory) eine wichtige Rolle. In Speicherbausteinen findet man häufig Oxidschichten als Isolatoren. Diese Arbeit beschäftigt sich mit der Oxidation von Legierungseinkristallen und der Erzeugung ultra dünner Oxid- bzw. Isolatorschichten. Durch kontrollierte Oxidation einer CoGa(100) Oberfläche kann eine ultra dünne, geordnete Galliumoxidschicht erzeugt werden. Die Struktur der ultra dünnen Galliumoxidschicht wurde durch Oberflächenröntgenbeugung mit atomarer Auflösung bestimmt. Mit einer Dicke von etwa 0,6 nm ist die Oxidschicht wesentlich dünner als die monokline Einheitszelle der beta-Galliumoxidvolumenstruktur (1,2 nm). Struktur und Morphologie des Oxides hängen stark von den Parametern Temperatur und Sauerstoffpartialdruck ab. In situ Oxidationsuntersuchungen zeigen, dass die Oxidbildung stark von den gewählten Bedingungen abhängt und verschiedene Wachstumsmodi existieren. Bei Raumtemperatur entsteht eine ungeordnete Oxidschicht. Bei Temperaturen von 600 K bis 740 K beobachtet man die Bildung von Oxidinseln, die ein stark anisotropes Wachstumsverhalten zeigen und bevorzugt entlang den Kristallrichtungen des CoGa Substrates orientiert sind. Die mittlere Inselgröße hängt dabei stark vom gewählten Sauerstoffpartialdruck ab. Die Stabilität der ultra dünnen Galliumoxidschichten wurde durch in situ Röntgendiffraktionsexperimente analysiert. Es zeigt sich, dass die Oxidschicht bei Temperaturen über 800 K vollständig von der CoGa Oberfläche desorbiert.Ultra thin oxide films are important for all kinds of electronic devices and play a key role in the development of non volatile memory devices (MRAM = magnetic random access memory). In this work the oxidation of alloy crystals and the creation of ultra thin oxide films are studied. Oxidation of a clean CoGa(100) surface using precisely controlled conditions leads to the formation of an ultra thin ordered gallium oxide. The structure of the ultra thin gallium oxide film was determined by surface x-ray diffraction with atomic resolution. The thickness of the gallium oxide thin film is about 0,6 nm an therefore much thinner than a monoclinic bulk oxide cell of beta - gallium oxide (1,2 nm). Structure and morphology of the oxide depend crucially on temperature and oxygen partial pressure during the growth process. In situ oxidation experiments show different type of oxide growth modes for different parameters. At room temperature the oxide has no long range order. At temperatures from 600 K to 740 K the growth of oxide islands is observed. They show strongly anisotropic growth behaviour with preferred orientation along the crystal orientation of the CoGa substrate. The average island size depends crucially on the applied oxygen partial pressure. The stability of the ultra thin gallium oxide film was studied by in situ x-ray diffraction. At 800 K the gallium oxide completely desorbs from the CoGa surface

Bey Dem Grabe Seines Hertzlich-geliebten Herrn Vaters, Tit. Plen. Herrn D. Johann David Streitels, Königl. Pohln. und Churfürstl. Sächs. auch Hochfürstl. Sächs. Merseburgl. Hochbestallten Leib-Medici, und des Stiffts Zeitz Canonici und Senioris, [et]c. Bezeigte, Nach Dessen den 24. Aug. 1730. ... im 64. Jahr seines Alters geschehener Auflösung, Seine kindliche Wehmuth ... Dessen ... Sohn Moritz Wilhelm Streitel

Gedächtnisgedicht auf Johann David Streitel, Leibarzt, +28. Aug. 1730Vorlageform des Erscheinungsvermerks: Leipzig, Gedruckt bey Johann Christian Langenheim