Anlage zur Herstellung hybrider Nanostrukturen

• Fachliche Zuordnung: Physik der kondensierten Materie
• Förderung: Förderung in 2019
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 427990761

Das hier beantragte "Cluster Hybride Nanostrukturen" führt die Molekularstrahlepitaxie (MBE) und Atomlagenabscheidung (ALD) als Methoden zur Herstellung von Halbleiterdünnschichten, -hetero und –nanostrukturen und die Oberflächenanalyse mittels Photoelektronenspektroskopie durch Röntgen- und UV-Anregung (XPS, UPS) zusammen. Die drei Anlagen sind durch ein gemeinsames (U)HV-Transfersystem verbunden, können aber durch jeweils eigene Probenschleusen auch unabhängig voneinander betrieben werden. Das MBE-System soll für das Wachstum von Materialien des Gruppe III-Nitrid (III-N) System genutzt werden und ermöglicht so die Weiterführung und den Ausbau der erfolgreichen Arbeiten des Antragstellers auf dem Gebiet photonischer Nano- und Quantenstrukturen. Die Verfügbarkeit eines ALD-Systems im gleichen Gerätecluster ermöglicht zudem die Ausdehnung der Forschungsarbeiten auf das Gebiet hybrider Nanostrukturen, die aus der Kombination von optisch aktiven MBE-gewachsenen III-N Nanostrukturen und ultradünnen (ALD-)Schichten (z. B. funktionalen Oxide oder zweidimensionale Halbleitermaterialien) bestehen. Derartige Strukturen ermöglichen die optische Analyse von Ionenspeicher- und –transportprozessen in nanostrukturierten Elektroden, die gezielte Modifikation der photoelektrochemischen Eigenschaften von III-N Nanostrukturen und die Realisierung neuartiger nanophotonischer Strukturen durch optische Kopplung unterschiedlicher Materialsysteme. Ebenso erlaubt die Kombination beider Depositionsverfahren die Integration ultradünner dielektrischer und Nitrid-Schichten bei der Herstellung photonischer Bauelementstrukturen auf Basis von III-N Nano- und Quantendrähten. Die Verfügbarkeit eines Messsystems zur Oberflächenanalyse durch XPS- und (winkelaufgelöste) UPS-Messungen in der gleichen Anlage eröffnet neue Perspektiven für die Herstellung und Charakterisierung der chemischen und elektronischen Eigenschaften oxidischer Dünnschichtmaterialien (z.B. Ceroxid und Vanadiumoxid) oder zweidimensionaler Halbleitermaterialien. Die damit verbundenen intensiven Kooperationsmöglichkeiten zwischen Materialwachstum und Oberflächenphysik sollen eine wesentliche Säule der zukünftigen Aktivitäten am Institut für Festkörperphysik der Universität Bremen bilden. Das hier beantragte "Cluster Hybride Nanostrukturen" ist Hauptgegenstand der Ausstattungszusage der Universität Bremen an den Hauptantragsteller und bildet das Fundament für dessen weitere wissenschaftliche Arbeit. Darüber hinaus stellt das System eine signifikante Erweiterung der präparativen und analytischen Infrastruktur des Instituts für Festkörperphysik und der im "MAPEX Center for Materials and Processes" zusammengeschlossenen materialwissenschaftlich arbeitenden Gruppen der Universität Bremen dar. Die damit verbundenen hervorragenden experimnentellen Arbeitsbedingungen verbessern darüber hinaus die Attraktivität des Standortes Bremen für die Gewinnung von NachwuchswissenschaftlerInnen im Bereich der Festkörperphysik.

• DFG-Verfahren: Forschungsgroßgeräte
• Großgeräte: Anlage zur Herstellung hybrider Nanostrukturen
• Gerätegruppe: 0920 Atom- und Molekularstrahl-Apparaturen
• Antragstellende Institution: Universität Bremen
• Leiter: Professor Dr. Martin Eickhoff