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Technische Physik
Ausstattung

Ausstattung

Röntgenphotoelektronenspektrometer (XPS)

Ultrahochvakuumkammer mit

  • Photoelektronenanalysator (Specs Phoibos 150 mit 9 Channeltrons)
  • Monochromatisierte Röntgenquelle (Specs Focus 500) für Al Kα und Ag Lα
  • Elektronenkanone zur Ladungskompensation
  • Probenmanipulator mit Heizung bis 1200 °C
  • Ar-Ionenquelle (Sputterkanone)
  • LEED-Optik
  • Ports für Verdampfer, Quarzwaage, Massenspektrometer, etc.

Typische Anwendungen:

  • Analyse chemischer Zusammensetzung von Festkörpern, dünnen Schichten und Oberflächen
  • Analyse von Grenzflächen zwischen Substraten und dünnen Schichten
  • Elektronische und atomare Struktur von Oberflächen

Si2p-Spektrum einer mit Wasserstoff terminierten Si(111)-Oberfläche.
 

Spektrometer für winkelaufgelöste Photoelektronenspektroskopie (ARPES)

System bestehend aus einer Analysekammer mit

  • Photoelektronenanalysator (Specs Phoibos 150 mit 2D-CCD-Detektor)
  • Monochromatisierte Röntgenquelle (Specs Focus 500) für Al Kα und Ag Lα
  • UV-Quelle (Specs UVS 300) mit Monochromator (Specs TMM 304) für linear polarisierte HeI- und HeII-Strahlung, Polarisation um 90° rotierbar
  • 5-Achsen Probenmanipulator mit He-Kühlung bis ca. 20 K

und einer Präparationskammer mit

  • Probenmanipulator mit Heizung bis ca. 1000 °C und Kühlung bis ca. 100 K
  • Ar-Ionenquelle (Sputterkanone)
  • LEED-Optik
  • Ports für Verdampfer, etc.

Typische Anwendungen:

  • Elektronische Bandstruktur von Festkörpern und Oberflächen
  • Analyse chemischer Zusammensetzung von Festkörpern, dünnen Schichten und Oberflächen
  • Analyse von Grenzflächen zwischen Substraten und dünnen Schichten
  • Strukturelle Eigenschaften von Oberflächen

Oberflächenzustand von Au(111).
(Monochrom. HeI, EPass =5 eV, TProbe=20K)
 

Niederenergieelektronenmikroskop (LEEM)

System bestehend aus einer Analysenkammer mit

  • Niederenergieelektronenmikroskop (Specs FE-LEEM P90)
  • Hg-Lampe für PEEM
  • UV-Quelle für PEEM
  • Probenheizung bis ca. 1100 °C

und einer Präparationskammer mit

  • Ar-Ionenquelle (Sputterkanone)
  • Probenheizung bis ca. 1100 °C

Typische Anwendungen:

  • Untersuchung von Schichtwachstum
  • Strukturelle und elektronische Eigenschaften von Oberflächen und dünnen Schichten

(a) LEEM Hellfeld-Aufnahme ELEEM = 2.6 eV) von Graphen auf 4H-SiC(1-100). (b) Typische Reflektivitätsspektren der Bereiche unterschiedlicher Schichtdicke. (c) Falschfarbenabbildung zur Darstellung der Schichtdickenverteilung. Aus M. Ostler et al., Phys. Rev. B 88 (2013) 085408.
 

Tieftemperaturrastertunnelmikroskop (STM)

Ultrahochvakuumsystem bestehend aus einer Analysekammer mit

  • Tieftemperaturrastertunnelmikroskop (Omicron LT) bis zu ca. 4.2 K

und einer Präparationskammer mit

  • Probenmanipulator mit Heizung bis ca. 1100 °C
  • LEED-Optik
  • Ar-Ionenquelle (Sputterkanone)
  • Ports für Verdampfer, etc.

Typische Anwendungen:

  • Analyse von strukturellen und elektronischen Eigenschaften von Oberflächen auf atomarer Skala

Atomar aufgelöste Rastertunnelmikroskopiebilder von (a) einer Graphenmonolage und (b) einer Graphendoppellage auf Siliziumkarbidsubstraten.
 

Hochauflösendes Elektronenenergieverlustspektrometer (HREELS)

Ultrahochvakuumsystem bestehend aus einer Analysekammer mit

  • HREELS-Spektrometer (Omicron IB500)
  • Manipulator mit Kühlung bis ca. 100 K
  • LEED-Optik
  • Photoelektronenanalysator (Omicron EA125)
  • Röntgenquelle für Mg Kα (nicht monochromatisch)

und einer Präparationskammer mit

  • Manipulator mit Probenheizung bis ca. 1100 °C
  • Ar-Ionenquelle (Sputterkanone)
  • Ports für Verdampfer, etc.

Typische Anwendungen:

  • Analyse von Phononen und Plasmonen an Festkörperoberflächen

Dispersion der gekoppelten Plasmon-Phonon-Mode einer Graphendoppellage auf Siliziumkarbid.
 

Rasterkraftmikroskop (AFM)

System bestehend aus

  • Rasterkraftmikroskop (Park Systems XE100) unter Atmosphärenbedingungen mit optischem Mikroskop, motorisierter Probenaufnahme, separaten z- und x/y-Scannern
  • Scanner für Bereiche von max. 5x5 µm2 und max. 100x100 µm2
  • Akustischer Einhausung
  • Aktiver Schwingungsdämpfung (Accurion)

Typ. Anwendungen:

  • Untersuchung der Struktur und Morphologie von Oberflächen und dünnen Filmen

AFM-Bilder einer 6H-SiC(0001)-Oberfläche nach Ätzen in Wasserstoff (a) und nach darauffolgender Züchtung von Graphen (b).
 

Profilometer

  • Stylus Profilometer VEECO Dektak 8

Typ. Anwendungen:

  • 2D- und 3D-Messung der Topographie von Oberflächen bis 200 mm Durchmesser
  • Schichtdickenbestimmung

Zunahme der Schichtdicke von a-C:H Filmen, die bei verschiedenen Prozessdrücken zwischen 2 Pa und 8 Pa abgeschieden wurden, als Funktion der Anlasstemperatur. Aus S. Peter et al., Diamond and Relat. Mater. 45 (2014) 43.

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