E138
Institut für Festkörperphysik

RESEARCH

Structure / Analytics

Strukturanalyse: TEM, XRD


TEM - Characterization of Crystal Lattice Defects

Dislocations, planar defects such as stacking faults, antiphase boundaries and and grain boundaries or twin boundaries usually change many materials properties in solid state physics. Using advanced analytical techniques such as High Resolution HRTEM, STEM, EELS, EDX, CBED, LACBED in a Transmission electron microscope and comparing experimental results with computer simulations of the image and diffraction contrast a wealth of experimental detail may be found which determine important materials properties. Our present interest is concentrated on defects in semiconductor heteroepitaxial GaN/GaAlN thin films grown by advanced MBE deposition techniques on substrates such as sapphire or SiC, the detailed analysis of the formation of quantum dots (QD) of GaN on AlN buffer layers, and the influence of dislocations which are generated at the interfaces of the layers. Correlations with growth conditions inducing Stranski-Krastanov growth related to pseudomophically strained layers on which the quantum dots develop need sophisticated simulation techniques to understand the type of inhomogeneous strain present within and near quantum dots on a nanoscale.

HRTEM: Quantum Dots of GaN on AlN

GaN Quantum dot on AlN buffer layer
Contact: M. Stöger-Pollach

XRD - Röntgendiffraktometrie

Am Institut für Festkörperphysik sind mehrere Röntgenbeugungsanlagen in Betrieb, die mit unterschiedlichen Zielsetzungen zur Analyse von Einkristallen (Laue-Aufnahmen), Pulvern und Kompaktproben eingesetzt werden. Einige Arbeitsgruppen untersuchen Einkristalle mit der Zielsetzung, den mikrostrukturellen Aufbau der Probe zu erforschen und die Atompositionen im Gitter zu bestimmen, beispielsweise um thermoelektrische Eigenschaften zu studieren. Andere beschäftigen sich mit der Beobachtung und physikalischen Interpretation von Phasenübergängen bei sehr niedrigen oder sehr hohen Temperaturen (routinemäßig von einige Kelvin bis über 2000 Kelvin, in Einzelfällen bis 3000K) und bei extremen Drücken (bis 25GPa) im Vergleich zu theoretischen Vorhersagen. Die gleichzeitige Verfügbarkeit dieser drei Verfahren stellt sicher eine Besonderheit unseres Röntgenlabors dar. Eine wichtige Arbeitsrichtung ist dabei die Entwicklung neuer Geräte, wie zum Beispiel von Hochtemperaturkammern in Kooperation mit kommerziellen Herstellern. In vielen analytischen Anwendungen ist die Identifizierung der Phasenbestandteile einer Probe von Bedeutung (kristallographische Phasenanalyse); sie wird meist durch Röntgenfluoreszenz und andere Methoden der Elementanalyse ergänzt. Beispielsweise wurde aus den Ergebnissen von XRD, RFA und FTIR -Messungen eine umfangreiche Datenbank historischer Pigmente aufgebaut.

Kontakt: A. Prokofiev, R. Svagera