Technische Physik
Ausstattung
Technische Physik 

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
Bild der oben beschriebenen Ultrahochvakuumkammer mit verschiedenen Geräten zur Analyse, vorwiegend XPS Abbildung eines Si2p-Spektrums einer mit Wasserstoff terminierten Si(111)-Oberfläche, das Messsignal zeigt ein Dublett
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
Bild der ARPES-Anlage, Vakuumkammer mit oben genannten Präparations- und Analysemöglichkeiten Graph einer ARPES-Messung an Au(111), Bindungsenergie über Polarwinkel zeigt parabolischen Verlauf mit Minimum 0,5eV
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
Bild der LEEM-Anlage der TEPH mit den oben genannten Komponenten und Anwendungsmöglichkeiten Unten beschriebene Abbildungen und Spektren einer LEEM-Messung von Graphen auf 4H-SiC(1-100)
(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.

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
Bild des oben beschriebenen Rasterkraftmikroskops. AFM-Aufnahmen nach zwei Prozessschritten zur Herstellung von Graphen auf SiC
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
Bild des oben beschriebenen Profilometers. graphische Darstellung der Messergebnisse von Profilometer-Messungen an verschiedenen a-C:H Filmen
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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