Niederenergetisches Elektronenmikroskop
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Seit Inbetriebnahme wurde das LEEM in diversen Forschungsgebieten wie folgt eingesetzt: Herstellung und Charakterisierung geordneter Germanium-Nanostrukturen auf vizinalen Silizium-Substraten: Durch den Einsatz verschiedener Wachstumskatalysatoren (Ga, Ag, In) auf Si(112) und Si(113) kann die Epitaxie von Ge-Nanostrukturen gezielt beeinflusst bzw. erzwungen werden. Hierzu konnten In-situ- Untersuchungen mit LEEM wesentliche Aspekte der zugrundeliegenden Mechanismen und der Wachstumskinetik offenlegen. Nanooxidation und –katalyse: Im Rahmen dieser Forschungsrichtung wurden ultradünne Oxidschichten präpariert und strukturell untersucht. Bei der Herstellung wurden diese Oxidfilme je nach Material entweder durch Oxidation des Substrats erzeugt oder durch gezielten Einsatz von reaktiver Molekularstrahlepitaxie (rMBE) gewachsen. Im ersten Fall wurde mit LEEM die Oxidation der Übergangsmetalloberflächen Ni(111) [1] und Ni(110) sowie Ru(0001) direkt verfolgt, wodurch neue Erkenntnisse zum Oxidationsverhalten und den zugrunde liegenden Mechanismen erhalten wurden. Im Falle der rMBE wurden bislang das Wachstum von Ceroxid auf Ru(0001) und anderer Seltenerdoxide auf Übergangsmetalloberflächen untersucht. Neuartige, kohlenstoffbasierte Materialien: Im Rahmen des EPIGRAT-Projekts wurde das LEEM auch zur Charakterisierung von epitaktisch auf SiC gewachsenem Graphen eingesetzt, das in CVD-Reaktoren unter industrienahen Bedingungen hergestellt werden kann. Außerdem wurde die Modifikation der elektronischen Eigenschaften von Graphen- Filmen auf SiC(0001) durch Ytterbium-Interkalation studiert. In einem gemeinsamen Projekt mit der Arizona State University, das einen DAAD finanzierten Studienaufenthalt eines Studenten beinhaltete, wurden schließlich wasserstoff-terminierte Diamantfilme für Anwendungen in Energieumwandlung und -speicherung untersucht. Kern dieser Mikroskopie-Studien an ex-situ mittels plasma-unterstützter Gasphasenepitaxie hergestellten Filmen war ein Vergleich der photoinduzierten Emission einerseits und der thermischen Emission andererseits. Durch (temperaturabhängige) PEEM- und ThEEM-Messungen konnten diese Emissionskanäle auf mikroskopischer Skala abgebildet und gleichzeitig durch Korrelation mit LEEM-Daten der Einfluss von Morphologie und Mikrostruktur auf die Emissionseigenschaften bestimmt werden.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
- Self-limited oxide formation in Ni(111) oxidation. Physical Review B 84, 115441 (2011)
J. I. Flege, A. Meyer, J. Falta, and E. E. Krasovskii
- Control of epitaxial graphene thickness on 4H-SiC(0001) and buffer layer removal through hydrogen intercalation. Silicon Carbide and Related Materials 2011, Materials Science Forum 717-720, 605
J. ul Hassan, C. Virojanadara, A. Meyer, I. G. Ivanov, J. I. Flege, S. Watcharinyanon, J. Falta, L. I. Johansson, and E. Janzén
- Growth mode and oxidation state analysis of individual cerium oxide islands on ruthenium(0001). Ultramicroscopy 130, 87 (2013)
J. I. Flege, B. Kaemena, S. D. Senanayake, J. Höcker, J. T. Sadowski, and J. Falta
- Spatial correlation of photoinduced and thermionic electron emission from low work function diamond films. Diamond & Related Materials 40, 12 (2013)
N. Neugebohrn, T. Sun, F. A. M. Koeck, G. G. Hembree, R. J. Nemanich, Th. Schmidt, and J. Falta
- Surface evolution of 4H-SiC(0001) during in-situ surface preparation and its influence on graphene properties. Silicon Carbide and Related Materials 2012, Materials Science Forum 740-742, 157
J. ul Hassan, A. Meyer, S. Cakmakyapan, O. Kazar, J. I. Flege, J. Falta, E. Ozbay, and E. Janzén
- Ytterbium intercalation of epitaxial graphene grown on Si-face SiC. Graphene 2, 66 (2013)
S. Watcharinyanon, L. I. Johansson, C. Xia, J. I. Flege, A. Meyer, J. Falta, C. Virojanadara
