Nova Acta Leopoldina Band 110 Nummer 377

Sowohl eine Monoschicht isolierter Tetraeder (Zusammensetzung SiO4) als auch eine Mono- schicht verknüpfter Tetraeder (Zusammensetzung Si2O5) erwiesen sich als lokale Minima (Abb. 6), jedoch stimmten Schwingungsspektren und XPS-Signale nur für letztere überein. Das gilt auch für die Rastertunnelabbildungen, die für zwei verschiedene Tunnelbedingungen aufgenommen wurden (Abb. 7). Trotz atomarer Auflösung ist nicht von vornherein klar, wel- che Atome bzw. Elektronenzustände abgebildet werden. Rechnungen mit Hilfe der Dichte- funktionaltheorie zeigten, dass in einem Fall die hellen Punkte die Si-Atome sind (die sich alle in einer Ebene befinden), während in dem anderen Fall die vier hellen Punkte O-Atome sind. Diese befinden sich weiter außen als die anderen beiden O-Atome der Schicht. Die re- lative Stabilität dieser beiden Filme hängt vom Sauerstoffpartialdruck ab, da sie unterschied- liche Zusammensetzung aufweisen. Aus der berechneten Freien Enthalpie folgt, dass die sauerstoffreicheren isolierten SiO4-Tetraeder zwar bei hohem Druck stabiler sind, im experi- mentell relevanten UHV-Bereich (etwa 10–10 bis 10–8 mbar) jedoch die hexagonale Schicht verknüpfter Tetraeder (TODOROVA et al. 2006). Stabilitätsbetrachtungen und Zuordnungen spektroskopischer Signaturen lassen somit keinen Zweifel daran, dass das Modell verknüpfter Tetraeder das richtige ist. Quantenmechanische Modellierung – Einblicke in die atomaren Details chemischer Systeme Nova Acta Leopoldina NF 110, Nr. 377, 99–117 (2011) 111 Abb. 7 Verschiedene Ansichten der hexagonalen Schichtstruktur (A) und Vergleich der Rastertunnelabbildung mit dem simulierten Bild für zwei verschiedene Tunnelbedingungen: (B) man sieht sechs helle Punkte, die den Si-Atomen entsprechen, (C) man sieht vier helle Punkte, die den vier O-Atomen entsprechen, die am weitesten aus der Oberfläche herausragen(WEISSENRIEDER et al. 2005).