Rasterkraftmikroskop

• Fachliche Zuordnung: Physik der kondensierten Materie
• Förderung: Förderung in 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 467555526

Die Rasterkraftmikroskopie (AFM) ist eine zentral wichtige Strukturanalytikmethode bei der Erforschung und Optimierung von neuartigen Funktionsmaterialien in den modernen Materialwissenschaften. Insbesondere das Verständnis der Schlüsselbeziehung zwischen den Herstellungsbedingungen, dem Strukturaufbau und den Funktionseigenschaften neuartiger Materialien ist von elementarer Bedeutung. Das hier beantragte AFM-System wird in die laufenden und geplanten Forschungsarbeiten der beteiligten Arbeitsgruppen (AG) zur Analyse komplexer, vielkomponentiger und zum Teil metastabiler Halbleitermaterialsysteme eingesetzt werden, die mittels der metallorganischen Gasphasenepitaxie (MOVPE) epitaktisch auf verschiedenen kristallinen Substraten abgeschieden werden. Die AFM wird zur Aufklärung der Struktureigenschaften komplementär mit röntgenographischen und insbesondere auch elektronenmikroskopischen Untersuchungsverfahren kombiniert werden. Insbesondere die Oberflächengüte der hergestellten Funktionsmaterialien sowie auch die Analyse von Grenzflächeneigenschaften neuartiger Heteroschichtstrukturen aus diesen Materialien auf lateralen Längenskalen von 10 nm bis hinauf zu 100 µm (Oberflächen- und Grenzflächenstufenverteilung, Terrassenbildung, Aufrauhung von Wachstumsoberflächen, Phasenübergänge an epitaktischen Wachstumsoberflächen, etc.) sind Schlüsselinformationen zur iterativen Optimierung dieser Schichtsysteme. Erst mit diesem quantitativen Verständnis der Korrelation zwischen den Herstellungsbedingungen und dem Strukturaufbau lassen sich für verschiedenste Materialklassen (III/V-Halbleitermaterialien, IV-basierte Schichtsysteme, neuartiger Übergangsmetall-di-chalkogenide (TMDC) und andere zwei-dimensionale Schichtsysteme und darauf basierender Heterostrukturen) neuartige Bauelementkonzepte z.B. für optimierte Laseranwendungen oder auch für die Integration auf Silizium (Si) Substraten umsetzen und für die Anwendung nutzbar machen. Mit dem hier beantragten Rasterkraftmikroskop (AFM) System soll ein seit 25 Jahren im Dauereinsatz sich befindendes AFM-Gerät für die Strukturanalyse von Oberflächen und insbesondere auch Grenzflächen von Halbleitermaterialien und darauf basierenden Heterostrukturen ersetzt und von seinen Untersuchungsmöglichkeiten her spezifisch für die geplanten Forschungsprojekte, wie z.B. für die komplexe selektive epitaktische Abscheidung auch auf großen Si-Substratflächen erweitert werden.

• DFG-Verfahren: Forschungsgroßgeräte
• Großgeräte: Rasterkraftmikroskop
• Gerätegruppe: 5091 Rasterkraft-Mikroskope
• Antragstellende Institution: Philipps-Universität Marburg
• Leiter: Professor Dr. Wolfgang Stolz