Hochauflösendes Dünnschicht-Röntgendiffraktometer

• Subject Area: Chemical Solid State and Surface Research
• Term: Funded in 2013
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 228716244

• Final Report Year: 2017

Final Report Abstract

Das hochauflösende Dünnschicht-Röntgendiffraktometer wurde im November 2013 in Betrieb genommen. Innerhalb des Zentrums für Materialforschung wird das Gerät insbesondere zur Analyse von Halbleiterstrukturen mit großer Bandlücke eingesetzt, die mittels Molekularstrahlepitaxie hergestellt wurden. Dabei handelt es sich um Gruppe III-Nitrid- sowie Gruppe II-Oxid-Verbindungen. Um Rückschlüsse auf den Wachstumsprozess zu erhalten, wurden mithilfe des Röntgendiffraktometers verschiedene Untersuchungen vorgenommen. Diese beinhalten die Bestimmung von Legierungszusammensetzungen in Heterostrukturen (sowohl in Schichten wie auch in AlGaN/GaN- Nanodrähten), die Bestimmung von Verspannungszuständen mithilfe von Reciprocal Space Maps, die Bestimmung von Periodizitäten (Schichtdicken) in AlGaN/GaN-Übergitterstrukturen und die Bestimmung von Halbwertsbreiten zur Optimierung der Schichtqualitäten. Mit Hilfe einer heizbaren Kammer (Heatstage) konnten zudem in-situ Phasenumwandlungen im Ga2O3-Schichtsystem nachgewiesen werden. Außerdem dient das Gerät zur Überprüfung der Kristallinität von oxidischen Dünnschichten, z. B. aus ZrOx, CeOx oder CeTiOx. Mit Hilfe der Heizkammer kann an zunächst amorphen Dünnschichten der Kristallisationsprozess untersucht werden. Schließlich konnten GIXRD-Messungen zur strukturellen Charakterisierung des NASICON-Festelektrolyts Li(1+x)Al(x)Ti(2-x)(PO4)3 (LATP) und des Hochvolt-Kathodenmaterials LiCoPO4 durchgeführt werden, sowohl zur Phasenidentifizierung als auch zur Bestimmung der Kristallinität. Zudem wurde das Dünnschicht-Diffraktometer für die Untersuchung von dünnen, mesoporösen Schichten aus kristallinen Metalloxiden verwendet, insbesondere hinsichtlich der Kristallinität und Vorzugsorientierung. Diese Arbeiten sind Teil verschiedener Landes- und Drittmittelprojekte.

Publications

• Applied Physics Letters 104, 102104 (2014)
  P. Hille, J. Müßener, P. Becker, M. de la Mata, N. Rosemann, C. Magén, J. Arbiol, J. Teubert, S. Chatterjee, J.Schörmann, and M. Eickhoff
  
• Nanotechnology 26, 435201 (2015)
  C. B. Lim, A. Ajay, C. Bougerol, B. Haas, J. Schörmann, M. Beeler, J. Lähnemann, M. Eickhoff, and E. Monroy
  
• Physical Review B 91, 205440 (2015)
  M. Beeler, C. B. Lim, P. Hille, J. Bleuse, J. Schörmann, M. de la Mata, J. Arbiol, M. Eickhoff, and E. Monroy
  
• Thermomigration and Soret effect
in NaxCoO2 as thermoelectric material: Preparation and characterization
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• J. Phys. D: Appl. Phys. 49, 445301 (2016)
  A. Ajay, J. Schörmann, M. Jiménez-Rodriguez, C. B. Lim, F. Walther, M. Rohnke, I. Mouton, L. Amichi, C. Bougerol, M. I. Den Hertog, M. Eickhoff, and E. Monroy
  
• Japanese Journal of Applied Physics 55, 05FG05 (2016)
  C. B. Lim, M. Beeler, A. Ajay, J. Lähnemann, E. Bellet-Amalric, C. Bougerol, J. Schörmann, M. Eickhoff, and E. Monroy
  
• Journal of Crystal Growth 436, 87 (2016)
  M. Kracht, J. Schörmann, and M.Eickhoff
  
• Nanotechnology 27, 145201 (2016)
  C. B. Lim, A. Ajay, C. Bougerol, J. Lähnemann, F. Donatini, J. Schörmann, E. Bellet-Amalric, D. A. Browne, M. Jiménez-Rodríguez, and E. Monroy
  
• Synthesis and full characterization of the phase-pure pyrochlore-Ce2Zr2O7 and the k-Ce2Zr2O8 phases. Applied Catalysis B: Environmental 197 (2016) 23–34
  Urban, S.; Dolcet, P.; Möller, M.; Chen, L.; Klar, P. J.; Djerdj, I.; Gross, S.; Smarsly, B. M.; Over, H.