Die Präsentation wird geladen. Bitte warten

Die Präsentation wird geladen. Bitte warten

Nanokristalle atomar abgebildet Heiko Groiss Abteilung für Halbleiterphysik Institut für Halbleiter - und Festkörperphysik Wilhelm Macke Award 2007.

Ähnliche Präsentationen


Präsentation zum Thema: "Nanokristalle atomar abgebildet Heiko Groiss Abteilung für Halbleiterphysik Institut für Halbleiter - und Festkörperphysik Wilhelm Macke Award 2007."—  Präsentation transkript:

1 Nanokristalle atomar abgebildet Heiko Groiss Abteilung für Halbleiterphysik Institut für Halbleiter - und Festkörperphysik Wilhelm Macke Award 2007

2 Autobahn Wie kann ich eine flächendeckende Überwachung durch einen Sensor in jedem Fahrzeug verwirklichen? Hintergrundbildquelle: Es sind kleine, effiziente und kostengünstige Laser notwendig!

3 Materialien für Halbleiterlaser Wie kann man Lasermaterialen für das mittlere Infrarot entwickeln? CdSe Quantum Dots in Lösung mit Duchmesser von 1nm bis 6nm Quantum Dots: Halbleiterkristalle im Nanometerbereich Bildquelle: graz.ac.at//~hadley/nanoscience/week2/Nano-CdSe.png Größe der Dots bestimmt die Farbe!

4 Selbstorganisation Nanostrukturierung von Halbleitermaterialien Dichte: 3x10 11 cm Milliarden Dots pro cm Dots !!! (in 212nm x 212nm) Dots sind ~10nm groß ~30 Atomlagen !!!! Bleitellurid-Nanokristalle umgeben von einem Halbleiterkristall Draufsicht

5 Kristallstruktur Steinsalz (NaCl) Kubisches GitterKubisch Flächenzentriertes Gitter NaCl Steinsalz Struktur Hintergrundbild: Christian Thiele, Lizenz CC-BY-SA/2.0/de p³-Orbitale

6 Kristallstruktur Zinkblende (ZnS) Zinkblende Struktur Kubisch Flächenzentriertes Gitter Zn S Hintergrundbildquelle: sp³-Hybridorbitale ( ¼, ¼, ¼ )

7 Bleitellurid - Cadmiumtellurid Halbleiter aus Cadmium und Tellur mit der Zinkblende Struktur: Cadmiumtellurid Verwendung: Solarzellen, Infrarot Detektoren, Optische Fenster und Linsen Halbleiter aus Blei und Tellur mit der Steinsalz Struktur: Bleitellurid Verwendung: Infrarot Detektoren Natürliches Form als Altait

8 Bleitellurid - Cadmiumtellurid PbTe CdTe Tellur-Untergitter passt!!! Aber die Blei – Cadmium Untergitter nicht!!!

9 Probenherstellung Nanostrukturierung von Halbleitermaterialien! PbTe CdTe CdTePb Querschnitt

10 Nanostrukturierung Nanostrukturierung von Halbleitermaterialien! PbTe CdTe Heizen auf über 300° Symmetrische Nanokristalle! Querschnitt Probenherstellung

11 Nanostrukturierung Nanostrukturierung von Halbleitermaterialien! 50nm Video des Heizschrittes Aufgenommen mit einem heizbaren Probenhalter in Halle/Max Planck Institut für Mikrostrukturphysik Probe nach 24min mit 260°C Draufsicht

12 Nanostrukturierung Nanostrukturierung von Halbleitermaterialien! Video des Heizschrittes Aufgenommen mit einem heizbaren Probenhalter in Halle/Max Planck Institut für Mikrostrukturphysik Probe nach 40min mit 260°C 100nm 20nm Draufsicht

13 Nanostrukturierung Nanostrukturierung von Halbleitermaterialien! PbTe CdTe Rhomboedrischer Kubo Oktaeder

14 Größenvergleich

15 1 Atomlage 0,32nm = 0, m PbTeCdTe Größenvergleich

16 1 Atomlage 0,32nm = 0, m 81 Atomlagen 26nm = 0, m

17 Größenvergleich Gitterkonstante PbTe: 0,64nm = 0, m Dot Größe: 26nm = 0, m Sichtbares grünes Licht: 520nm = 0, m Mikroskopieren mit Licht nicht möglich! Wellenlänge von Elektronen mit eV: 0,0025nm Passt mehr als mal in den Dot!

18 Transmissions Elektronen Mikroskop Durchlichtmikroskop Probe Objektivlinse Zwischenlinse Projektionslinse Betrachtungsschirm Strahlenquelle Kondensorlinsen

19 Die Grenzflächen Die zwei Kristallgitter sind um 0,04nm versetzt! Einzelne Atome sind verschoben um die Kristallbindungen zu erfüllen! Aufwendige Gesamtenergie-Rechnungen (durchgeführt von R. Leitsmann/Jena) zeigen gleiche Verschiebungen! Ermöglicht Berechnung von optischen Eigenschaften!

20 Und nun? o Kontrollierte Herstellung von PbTe Nanokristallen o Hochsymmetrische Quanten Dots o Sehr gute Optische Eigenschaften o Abrupte Grenzflächen zum Umgebungsmaterial o Vermessung der Grenzflächen o Berechnug der optische Eigenschaften Hintergrundbildquelle:

21 Materialdesign mit Bleitellurid Flächendeckende Überwachung durch einen Sensor in jedem Fahrzeug! Nanokristalle für kleine, effiziente und kostengünstige Laser! Hintergrundbildquelle:

22 Veröffentlichungen Centrosymmetric PbTe/CdTe quantum dots coherently embedded by epitaxial precipitation W.Heiss, H.Groiss, E.Kaufmann, G.Hesser, M.Böberl, G.Springholz, F.Schäffler, K.Koike, H.Harada, M.Yano Applied Physics Letters 88, (2006) Rebonding at coherent interfaces between rocksalt-PbTe/zinc-blende-CdTe R.Leitsmann, L.E.Ramos, F.Bechstedt, H.Groiss, F.Schäffler, W.Heiss, K.Koike, H.Harada, M.Yano New Journal of Physics 8, 317 (2006) Quantum dots with coherent interfaces between rocksalt-PbTe and zincblende-CdTe W.Heiss, H.Groiss, E.Kaufmann, G.Hesser, M.Böberl, G.Springholz, F.Schäffler, R.Leitsmann, F.Bechstedt, K.Koike, H.Harada, M.Yano Applied Physics Letters 101, (2007) The coherent {100} and {110} interfaces between rocksalt-PbTe and zincblende-CdTe H.Groiss, W.Heiss, F.Schäffler, R.Leitsmann, F.Bechstedt, K.Koike, H.Harada, M.Yano Journal of Crystal Growth , (2007) Photoluminescence Characterization of PbTe/CdTe Quantum Dots Grown by Lattice-Type Mismatched Epitaxy K.Koike, H.Harada, T.Itakura, M.Yano, W.Heiss, H.Groiss, E.Kaufmann, G.Hesser, M.Böberl, G.Springholz, F.Schäffler Journal of Crystal Growth , (2007) Vortrag: The coherent {100} and {110} interfaces between rocksalt-PbTe and zincblende-CdTe 14th International Conference on Molecular Beam Epitaxy, MBE 2006, September 2006, Tokyo, Japan

23 Danksagung Danke nach Japan: K. Koike, H. Harada, M. Yano ; Osaka Institute of Technology Danke der TSE: G. Hesser Danke nach Jena: R. Leitsmann, F. Bechstedt; Friedrich-Schiller Universität, Jena Danke an alle KollegInnen am Institut für Halbleiter- und Festkörperphysik, insbesondere: E. Kaufmann, G. Springholz, T. Schwarzl, F. Schäffler, W. Heiss, G. Bauer Danke für die Förderung: Spezialforschungsbereich 25 IR-ON Dank an das Max-Planck-Institut für Mirkrostrukturphysik, Halle: P. Werner Und natürlich DANKE fürs Zuhören


Herunterladen ppt "Nanokristalle atomar abgebildet Heiko Groiss Abteilung für Halbleiterphysik Institut für Halbleiter - und Festkörperphysik Wilhelm Macke Award 2007."

Ähnliche Präsentationen


Google-Anzeigen