Die Arbeitsgruppe beschäftigt sich mit der Herstellung und Charakterisierung komplexer Dünnschichtsysteme mittels gepulster Laserdeposition (PLD). Grundlagen der PLD und Anwendungsbeispiele werden hier gezeigt: PLD_Basics.pdf

Als wichtigste Methoden verwenden wir:


PLD-Apparatur


KrF Excimer Laser, Wellenlänge 248 nm, Energie 700 mJ, Pulsdauer 30 ns, Repetitionsrate bis 50Hz, voll computergesteuert, sehr flexibel für die Präparation von verschiedensten Legierungen und Schichtpaketen. Während der Herstellung sind eine ganze Reihe von in-situ Messungen möglich, die aber aktuell nicht in das System integriert sind (siehe unten)
PLD setupGesamtes PLD-Setup

Chamber 1
chamber 3
Zwei UHV-Kammern zur Präparation von dünnen Schichten unter UHV-Bedingungen oder in Inertgas-Atmosphäre (Metalle, Polymere, Keramiken), ausgestattet mit heizbaren Substrathaltern und optional verschiedenen in-situ Diagnostiken.

28 fach Target Holder 28-fach Target- und Substratwechsler

Chamber 2 Zusätzlich eine Kammer für die Deposition in reaktiver Atmosphäre (Oxide, Perowskite, Hochtemperatursupraleiter) bei Drücken bis 1 bar und Substrattemperaturen von bis zu 800 C
UHV AnlageUHV links
links: UHV-Depositionskammer mit in-situ RHEED
rechts: UHV-Depositionskammer mit in-situ Augerelektronenspektroskopie

Widerstandsmessungen bei Temperaturen bis zu 800 C, Flugzeitmessungen mit Faraday-cup, Spannungsmessungen mit Biegebalken, Auger-Elektronen-Spektroskopie (AES), Massenspektrometrie (bis 300 amu), Ratenmessungen, Elektronenbeugung (RHEED) und mechanische Spektroskopie mit PPXR und einer neuen Doppelpaddel-Apparatur (DPO)

In-situ Charakterisierung in den PLD-Kammern

Widerstandsmessungen bei Temperaturen bis zu 800 C, Flugzeitmessungen mit Faraday-cup, Spannungsmessungen mit Biegebalken, Auger-Elektronen-Spektroskopie (AES), Massenspektrometrie (bis 300 amu), Ratenmessungen, Elektronenbeugung (RHEED) und mechanische Spektroskopie mit PPXR und einer neuen Doppelpaddel-Apparatur (DPO)
Plasma Plume

2005 neu aufgebaut: in-situ mechanische Spektroskopie mit Plasma Plume Excited Reed (PPXR):
Excimer-Laserstrahl trifft durch UV transparentes Fenster (1) auf Target (2). Targetmaterial wird ablatiert und auf
vibrating Reed deponiert (3). Der Strahl eines zweiten Lasers (4) beleuchtet durch UHV-Fenster (5) die Rückseite des
vibrating Reed (Detail in a) und die Reflektionen werden auf einem Positions-empfindlichen Detektor (6) beobachtet


Ex-situ Charakterisierung nach der Herstellung

  • Röntgenbeugung (XRD, SAXS, Textur),
  • Rasterelektronenmikroskopie (SEM mit EDX),
  • Transmissionselektronenmikroskopie (TEM),
  • Rasterkraftmikroskopie (AFM),
  • Profilometrie,
  • Infrarotspektroskopie (FTIR),
  • Ellipsometrie,
  • Widerstandsmessungen bis zu Temperaturen von 10 K,
  • Thermogravimetrie bis 1000 C,
  • Nanoindenter


Gruppe Kicker
Thorsten, Tobias, Andreas, Johanna, Uli, Conni und Britta
an der Apparatur zur Beschleunigung von Partikeln