This work presents a systematic study of Fe3O4(111) thin film grown on Pt(111) surface, by applying the powerful capabilities of SMART microscope. With an improved aligning procedure, a lateral resolution of 18 nm in XPEEM could be shown, the worldwide best value achieved up to now. This performance is limited by space-charge phenomena; the origin and the possible interventions to overcome such effect are discussed. With this technical improvement, LEEM, XPEEM, LEED, SPA-LEED, I/V-LEED and XPS methods, as well as LEEM simulations, were applied to characterize Fe3O4(111) thin films, with particular attention on the changes induced by the preparation conditions. The films presented christallographic, morphological and surface inhomogeneities; their relation with changes in the preparation conditions is analyzed. Moreover, the layer- by-layer growth enabled by a new preparation recipe allowed a more precise study of the thin film growth. Such recipe creates flatter and more regular Fe3O4(111) thin films. Above a certain thickness the film presents several kinds of line defects ascribable as sub-surface dislocations. One particular type, with Burgers vector perpendicular to the surface, contributes to the thin film growth as a growth channel. Furthermore, a study of the rotational domains at the different preparation stages proves that the Fe and O deposition modifies the shape of the rotational domain boundaries. Finally, Pt nanoparticles are deposited on these Fe3O4(111) films. Different preparation recipes are tested in real-time and in-situ. This approach brought new insight into the strong metal-support interaction and the encapsulation of Pt nanoparticles by a FeO monolayer. A study of Pt deposition at different temperatures suggests that the encapsulation mechanism could be the progressive sinking of the deposited material under the first oxygen layer of the bulk.
Die folgende Arbeit behandelt eine systematische Studie des Fe3O4(111) D\"unnschicht\\-wachstums auf der Pt(111)-Oberfläche unter Anwendung der beträchtlichen Möglichkeiten, die das SMART-Mikroskop bietet. Durch eine verbesserte Justage konnte eine laterale Auflösung von 18 nm in XPEEM erreicht werden. Diese bislang weltweit beste Auflösung ist durch Raum-Ladungseffekte begrenzt. Ihre Ursprünge und mögliche Lösungansätze, um diesen Effekt zu überwinden, werden diskutiert. Mit diesen technischen Verbesserungen wurden die Fe3O4(111) Dünnschichten mit den Methoden LEEM, XPEEM, LEED, SPA-LEED, I/V-LEED und XPS, sowie mit LEEM-Simulationen charakterisiert, wobei ein besonderes Augenmerk dem Einfluss der Präparationsbedingungen galt. Die Filme zeigen kristallographische, morphologische und oberflächliche Inhomogenitäten, deren Zusammenhang mit Änderungen in den Präparationsbedingungen analysiert wird. Darüberhinaus konnte durch das lagenweise Wachstum, ermöglicht durch eine neue Präparationmethode, eine präzissere Studie zum Dünnfilmwachstum durchgeführt werden. Diese Methode führt zu flacheren und gleichmäsigeren Fe3O4(111) Filmen. Oberhalb einer bestimmten Dicke weist der Film verschiedene Arten von Liniendefekten auf, beschreibbar als unter der Oberfläche liegende Versetzungen. Ein spezieller Typ, dessen Burgers-Vektor senkrecht zur Oberfläche steht, trägt zum Dünnschichtwachstum als Wachstumskanal bei. Des Weiteren belegt die Untersuchung von Rotationsdomänen bei verschiedenen Präpapationsstufen, dass Fe- und O-Abscheidungen die Form deren Grenzflächen verändern. Zum Abschluss wurden Pt-Nanopartikel unter verschiedenen Präparationsmethoden, in Echtzeit und in-situ, auf die Fe3O4(111)-Filme abgeschieden. Dieses Vorgehen brachte neue Einblicke in die starke Metallsubstrat-Wechselwirkung und die Einkapselung der Pt-Nanopartikel durch FeO Monolagen. Eine Studie zur Pt-Abscheidung bei verschiedenen Temperaturen deutet an, dass der Einkapselungsmechanismus das fortlaufende Absinken des abgeschiedenen Materials unter die oberste Sauerstoffschicht sein könnte.