Die topologische Ordnung und ihr Zusammenhang zum atomaren Transport der Eigenatome in amorphen Materialien: Silizium und Germanium als Modellsysteme

• Antragsteller: Professor Dr. Hartmut Bracht, seit 4/2023; Dr. Matthias Posselt
• Fachliche Zuordnung: Experimentelle Physik der kondensierten Materie
• Förderung: Förderung von 2020 bis 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 438446155

Im Rahmen des Forschungsprojektes werden die topologische Ordnung und die strukturelle dynamische Entwicklung während einer Temperaturbehandlung von hochreinem amorphen Silizium- und Germaniumstrukturen, die durch Einzel- und Mehrfach-Eigenionen-Implantation amorphisiert wurden, mit Hilfe der Fluktuationselektronenmikroskopie (FEM) und Elektronenkorrelationsmikroskopie (ECM) untersucht. Die mit ECM bestimmte Temperaturabhängigkeit von lokalen Strukturänderungen wird mit Ergebnissen makroskopischer Selbstdiffusionsexperimente verglichen, die mit isotopenmodulierten hochreinen amorphen Silizium- und Germaniumstrukturen durchgeführt werden. Die Varianzprofile aus den FEM-Analysen und die Daten der ECM Untersuchungen an den amorphen Materialsystemen werden mit molekulardynamischen Simulationen verglichen. Die Rechnungen basieren auf empirischen Potentialen, die optimiert werden, um neben den allgemeinen Struktureigenschaften dieser amorphen Systeme auch die im Rahmen des Projekts ermittelten experimentellen Daten zur Selbstdiffusion und in der Literatur veröffentlichte Daten zur epitaktischen Rekristallisation zu beschreiben. Die Verknüpfung von mikroskopischen und makroskopischen Untersuchungen zur lokalen Struktur und dynamischen Entwicklung von ionenimplantiertem amorphen Silizium und Germanium mit atomistischen Simulationen zur Nah- und Mittelbereichsordnung wird nicht nur wertvolle Informationen über die intrinsischen atomaren Transporteigenschaften dieser hochreinen amorphen Materialien liefern, sondern auch über deren lokale Struktur und dynamische strukturelle Entwicklung unter Wärmebehandlung.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Ehemaliger Antragsteller: Dr. Martin Peterlechner, bis 4/2023