In diesem Laborbereich steht die Nanostrukturierung und Charakterisierung von Materialien der Thermoelektrik und Photovoltaik im Mittelpunkt. Ziel ist ein Beitrag zur Entwicklung neuartiger, hocheffizienter Bauelemente zur umweltfreundlichen Energiegewinnung. Seit Mitte 2007 steht ein Reinraum der Klasse 100 zur Verfügung, der gemeinsam mit dem Max-Planck- und dem Fraunhofer Institut genutzt wird. Die sich ständig erweiternde gemeinsame Ausrüstung umfasst z. Z. Plasmaätzer, Ätzbänke, Bedampfungsanlagen, Temperöfen.
Methoden der optischen Festkörperspektroskopie und Analyse kommen am IZM in enger Verbindung zur Elektronenmikroskopie zum Einsatz. Zur Thematik der ausgedehnten Defekte in Verbindungshalbleitern werden eigenständige Projekte bearbeitet. Hinzu kommen Kooperationsprojekte zu funktionellen Polymer- bzw. Thermoelektrischen Schichten.

Im Einzelnen stehen folgende Untersuchungstechniken und Geräte zur Verfügung:

• Niederspannungsrasterelektronenmikroskopie (Zeiss Gemini 500) in Kombination mit EDX (Oxford Ultim Max & Oxford Extreme) und EBSD (Oxford C-Nano)
  Feldemissionsrasterelektronenmikroskop zur höchstaufgelösten Oberflächenabbildung auch bei niedrigen Primärstrahlenergien: 0,05…30 kV, Strahldurchmesser 1 nm @ 500V, 0.9 nm @ 1 kV; variable pressure Modus zur Verminderung von Probenaufladungen; hocheffizienter festerloser EDX-Detektor (SDD) mit Elementdetektion bis hin zu Lithium
• Rasterelektronenmikroskopie unter "atmosphärischen" Bedingungen (Phillips XL30 ESEM FEG)
  Feldemissionsrasterelektronenmikroskop zur Oberflächenabbildung von Proben auch unter Gasatmosphäre (ESEM-Mode), Primärstrahlenergie: 0,5…30 kV, Strahldurchmesser: 2 nm @ 30 kV, 5nm @ 1 kV, Druckbereich: Hochvakuum oder 0,3…10 Torr (ESEM), Temperaturbereich: -5…60 °C; EDX (EDAX-SiLi-Detektor)
• Kombinierte Rasterelektronenmikroskopie mit fokussiertem Ionenstrahl (FEI Versa 3D) [*]
  Universelles Focussed Ion Beam-Gerät zur Nanopräparation und Inspektion; Schottky- Feldemitter-Kathode 0,2…30 kV; Hochstromionensäule mit Ga-Ionenquelle: 0.5..30kV bei 0.6pA...60nA, 7 nm Ionenstrahlauflösung bei 30 kV; in-situ Mikromanipulator; GIS-System zur Abscheidung von C, Pt, W; EDX (EDAX Octane Elite)
• Transmissionselektronenmikroskopie (Zeiss LEO 912) [*]
  Abbildendes Transmissionselektronenmikroskop mit Energiefilter und LaB6-Kathode, Primärstrahlenergie: 80…120 keV, 2k-Slow Scan CCD-Kamera, Punktauflösung 3.7 Å (TEM-Mode)
• Klassische TEM- und SEM-Präparation für Festkörperproben
  Fadensägen, Ultraschallbohrer, Schleif- und Poliergeräte, Dimpler;
  Ar-Ionenätzer (Precision Ion Polishing System Gatan 691);
  Kohlenstoffbeschichtung (Cressington 208 carbon coater); Metallbeschichtung (Cressington 208HR sputter coater);
  kombiniertes Ätz- und Beschichtungssystem zum Polieren und Freilegen von Oberflächen, Böschungsätzverfahren, hochauflösende in-situ-Ionen-Sputterbeschichtung (Gatan Precision Etching and Coating System PECS)
• Lichtmikroskopie und Bildverarbeitung
  Lichtmikroskope mit Kamera zur Hellfeld-, Dunkelfeld- und Polarisationsmikroskopie in Verbindung mit einem SIS analysis Bildverarbeitungssystem, differentiellem Interferenzkontrast, Extended focal imaging, Objektive 5x...100x (Leica DM RXE & Zeiss Auflichtmikroskop Axio Imager)
• Elektrische Messungen
  Spitzenmessplatz mit Mikromanipulatoren zur Widerstandsmessung an Mikrostrukturen, Vierspitzenmethode

* in Zusammenarbeit mit dem ZIK SiliNano und dem Institut für Physik

Ansprechpartner: Privatdoz. Dr. Hartmut S. Leipner