Röntgendiffraktometer für MBE-gewachsene kristalline dünne Schichten

• Fachliche Zuordnung: Physik der kondensierten Materie
• Förderung: Förderung in 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 544410649

Wir schlagen vor, ein Röntgendiffraktometer zu installieren, das für die Charakterisierung von epitaktischen Dünnschichten optimiert ist, die mit der Molekularstrahlepitaxie-Methode (MBE) gewachsen sind. Die Charakterisierung umfasst die θ-2θ-Analyse des Bragg-Beugungsmusters zur Bestätigung des epitaktischen Wachstums und zur Identifizierung der kristallographischen Struktur sowie die Messung der Kiessig-Streifen zur Abschätzung der Schichtdicken in epitaktischen Heterostrukturen. Das Gerät wird in erster Linie (90% der Maschinenzeit) in der Arbeitsgruppe von Prof. Ando (II. Physikalisches Institut der Universität zu Köln) eingesetzt, die eine der weltweit führenden Gruppen für das MBE-Wachstum von topologischen Isolatorschichten ist. Da die Gruppe vier MBE-Anlagen besitzt und regelmäßig eine große Anzahl von Dünnschichten herstellt, besteht ein sehr hoher Bedarf an einem Röntgendiffraktometer zur täglichen Charakterisierung der hergestellten Schichten. Im Moment verlässt sich die Arbeitsgruppe auf ein 14 Jahre altes japanisches Gerät, das bei der Berufung von Prof. Ando an die Universität zu Köln von der Universität Osaka mitgebracht wurde, aber in den letzten Jahren ist dieses Gerät wegen verschiedener Probleme häufig ausgefallen, weil es zu alt geworden ist. Die Ausfallzeit und die Reparaturkosten beeinträchtigen die Forschungsaktivitäten der Arbeitsgruppe erheblich. Die in der Ando-Gruppe hergestellten Dünnschichten spielen nicht nur in der Forschung der eigenen Gruppe eine wichtige Rolle, sondern auch in den Kooperationen im Rahmen der DFG-geförderten Großprojekte Sonderforschungsbereich 1238 und Exzellenzcluster ML4Q.

• DFG-Verfahren: Forschungsgroßgeräte
• Großgeräte: Röntgendiffraktometer für MBE-gewachsene kristalline dünne Schichten
• Gerätegruppe: 4011 Pulverdiffraktometer
• Antragstellende Institution: Universität zu Köln
• Leiter: Professor Dr. Yoichi Ando