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Graduiertenkolleg 415

Defektstrukturbestimmte physikalische Eigenschaften

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Das Graduiertenkolleg 415 "Defektstrukturbestimmte physikalische Eigenschaften" ist beendet. Weitere Promotionsstipendien können nicht vergeben werden.

Sprecher des Graduiertenkollegs:

  • Prof. Dr. Hans-Reiner Höche
    Fachgruppe Kristallphysik, Fachbereich Physik, Hoher Weg 8, D-06120 Halle
    Tel: +49 345 55 25450, Fax: +49 345 55 27212
  • Stellvertreter:

  • Prof. Dr. Reinhard Krause-Rehberg
    Fachbereich Physik, Positronenlabor, Friedemann-Bach-Platz 6, D-06108 Halle
    Tel: +49 345 55 25467, Fax: +49 345 55 27160
  • Weitere beteiligte Hochschullehrer:

  • Prof. Dr. Hans-Peter Abicht, FB Chemie, Festkörperchemie
  • Prof. Dr. G. Dräger, FB Physik, Festkörperspektroskopie
  • Prof. Dr. Peter Grau, FB Physik, Festkörpermechanik
  • Prof. Dr. Ulrich Gösele, MPI für Mikrostrukturphysik
  • Prof. Dr. Wolfram Hergert, FB Physik, Theorie
  • PD Dr. D. Hesse, MPI für Mikrostrukturphysik
  • PD Dr. Hartmut S. Leipner, Zentrum für Materialwissenschaften
  • Prof. Dr. Henning Neddermeyer, FB Physik, Oberflächen- und Grenzflächenphysik
  • Bearbeitete Themen:

    1. Untersuchung der Wechselbeziehungen von Sekundärphasenbildung und Defektgleichgewichten in akzeptor- und donatordotierter BaTiO3-Keramik

      Bearbeiter: Quanming Song (bis Oktober 2000) / Cristina Marcu (bis November 2001)
      Betreuer: Dr. T. Langhammer / Prof. Dr. Hans-Peter Abicht

      Die elektrischen Eigenschaften von BaTiO3-Keramiken werden ganz wesentlich durch die Defektchemie bestimmt. Dabei sind die Art von Majoritäts- und Minoritätsdefekten, ihre Konzentration und Stabilität ganz wesentlich durch die physikalischen und chemischen Sinterbedingungen beeinflußbar. So h?ngen die elektrische Leitfähigkeit (bis zu 1400°C) vom Sauerstoffpartialdruck und von der Zusammensetzung der Flüssigphasen während des Sinterprozesses ab. Zur Aufklärung der Zusammenhänge sollen verschiedene Methoden der integralen und lokal aufgelösten Analyse eingesetzt werden. Insbesondere sollen Punktdefekte an Korngrenzen und in core-shell-Kornstrukturen untersucht werden.

    2. Optische Charakterisierung von Anpassungsversetzungen in ZnSe-Schichten und ihre Beziehung zur Spannungsrelaxation

      Bearbeiter: Uwe Hilpert (bis Januar 2001)
      Betreuer: Dr. Jürgen Schreiber

      Mikroskopische Informationen ?ber die optischen Eigenschaften polarer Versetzungen in epitaktischen ZnSe-Schichten auf GaAs-Substraten werden ?ber Mikrokatodolumineszenz- und Photolumineszenzuntersuchungen erhalten. Die Polarisationseigenschaften der Lumineszenzstrahlung wid studiert und mit der speziellen strukturellen Konfiguration der Versetzungen in Zusammenhang gebracht. Die anisotrope Spannungsrelaxation in den Schichten soll mit der Versetzungsstruktur in Zusammenhang gebracht werden.

    3. Diffusion in Verbindungshalbleitern

      Bearbeiter: Norbert Engler 
      Betreuer: Prof. Dr. Ulrich Gösele / PD Dr. Hartmut S. Leipner

      Das Diffusionsverhalten von Fremdatomen (z. B. Schwefel) im Arsenuntergitter von GaAs wird untersucht. Aus der Analyse von Diffusionsprofilen kann auf die Transporteigenschaften von As-Zwischengitteratomen geschlossen werden. Diffusionskoeffizienten im Temperaturbereich zwischen 750 und 1000 ?C werden bestimmt, um daraus Temperbedingungen zur Homogenisierung des Materials nach der Kristallz?chtung abzuleiten. Von Interesse ist weiterhin das Aggregationsverhalten von Fremdatomen an Versetzungen, die mit elektronenmikroskopischen und optischen Verfahren am MPI und Fachbereich Physik untersucht wird.

    4. Untersuchung der mechanischen Eigenschaften von Halbleitermaterialien mit unterschiedlicher Punktdefektkonzentration mittels Eindruckverfahren im Mikro- und Nanometerbereich

      Bearbeiter: Dirk Lorenz (bis September 1998)
      Betreuer: Prof. Dr. Peter Grau / PD Dr. Hartmut S. Leipner

      Die Punktdefektkonzentration von GaAs- und Si-Einkristallen soll durch Dotierung und Bestrahlung kontrolliert eingestellt werden. Die dadurch bewirkte ?nderung der mechanischen Eigenschaften, insbesondere der Einflu? auf den ?bergang vom elastisch spr?den zum plastischen Verformungsverhalten kann mit Vorteil durch Punktbelastungsexperimente untersucht werden. Ziel ist die Ermittlung der Generationsspannung und der Aktivierungsparameter f?r die Erzeugung von Versetzungen in mikroskopisch versetzungsfreien Gebieten.

    5. Untersuchung von Gleichgewichtsdefekten in III-V-Verbindungshalbleitern nach Temperung unter definiertem Dampfdruck

      Bearbeiter: Konrad Petters 
      Betreuer: Prof. Dr. Reinhard Krause-Rehberg / PD Dr. Hartmut S. Leipner

      Es sollen systematische Untersuchungen zur Einstellung von Defektgleichgewichten in III-V-Verbindungen (GaAs, InP) durchgef?hrt werden. Das Defektgleichgewicht wird dabei durch die Vorgabe der Temperatur und des ?u?eren Dampfdruckes einer Komponente eingestellt. Die Struktur und Konzentration der Gleichgewichtsdefekte soll mit korrelierten optischen (Infrarotabsorption) und elektrischen Messungen (Hall-Effekt) sowie begleitend mit Positronenannihilation aufgekl?rt werden.

    6. Mikroprozesse der plastischen und ferroelastischen Verformung von Zirkondioxid-Einkristallen

      Bearbeiter: Alexandr Tikhonovsky (bis April 2001)
      Betreuer: Prof. Dr. U. Messerschmidt

      Die Untersuchungen sollen mit makroskopischen Verformungstests, Transmissions-Elektronenmikroskopie verformter Proben und in-situ Dehnversuchen im Hochspannungs-Elektronenmikroskop durchgef?hrt werden. Es sind Erfahrungen in wenigstens einem der Gebiete Verformung, Defekte in Kristallen und Transmissionselektronenmikroskopie erw?nscht.

    7. Rastersondenmikroskopie an BaTiO3-Keramiken

      Bearbeiter: Torsten Doege 
      Betreuer: Prof. Dr. Henning Neddermeyer

      Ziel der Arbeiten ist die Charakterisierung der Korngrenzen von BaTiO3-Keramiken mittels ortsaufgel?ster Lumineszenzspektroskopie. Es wird hierzu ein bei tiefen Temperaturen arbeitendes Rastertunnelmikroskop aufgebaut, welches die gleichzeitige Registrierung der emittierten Photonen und die ortsaufgel?ste Spektroskopie erlaubt. Aus Katodolumineszenzuntersuchungen ist bereits bekannt, dass die Korngrenzen der Keramiken gegen?ber den Oberfl?chen einen Korngrenzenkontrast in der Intensit?t der Photonenemission aufweisen, welcher mit der Anreicherung von Defekten an den Korngrenzen in Zusammenhang gebracht wird. Da die Ortsaufl?sung bei der Katodolumineszenz nicht sehr gro? ist (sie liegt dort im Mikrometerbereich) wurden bisher keine spektralen Unterschiede auf den Korngrenzen und den K?rnern nachgewiesen. Die bei der Tunnelmikroskopie erreichbare verbesserte Aufl?sung k?nnte daher zu Informationen ?ber die Verteilung der Defekte im Nanometerbereich f?hren, was einen gro?en Fortschritt gegen?ber den bisherigen Techniken darstellt und zum Verst?ndnis der elektrischen Transporteigenschaften beitragen w?rde.

    8. Punktdefektgeneration bei der Versetzungsbewegung

      Bearbeiter: Christian G. Hübner (bis Dezember 1998)
      Betreuer: PD Dr. Hartmut S. Leipner / Prof. Dr. Reinhard Krause-Rehberg

      Der Einfluss der Bewegung von Versetzungen w?hrend der plastischen Verformung von Halbleitereinkristallen auf die Generation unterschiedlicher Punktdefekttypen wird untersucht. Durch die Kopplung der Analyse makroskopischer Verformungsdaten mit spektroskopischen und elektronenmikroskopischen Techniken soll ein tieferes Verst?ndnis der Wechselwirkung zwischen ein- und nulldimensionalen Baufehlern erzielt werden. Behandelt werden die offenen Fragestellungen, in welcher Weise in Halbleitern ein Diffusionsschritt am Versetzungsgleiten beteiligt ist und auf welche Weise Leerstellen und Zwischengitteratome produzierende Versetzungsspr?nge bei der Deformation wirksam werden. Durch Deformation von Metalleinkristallen unter fl?ssigem Stickstoff und Spektroskopie der entstandenen Punktdefekte soll das Verst?ndnis der Vorg?nge bei der Deformation von Einkristallen auf eine breitere Basis gestellt werden.

    9. Versetzungsgeneration in verspannten Halbleitermaterialien

      Bearbeiter: André Zeckzer 
      Betreuer: Prof. Dr. Peter Grau / PD Dr. Hartmut S. Leipner

      Nanointentierungs- und Ritztechniken werden genutzt, um plastische und elastische Eigenschaften verspannter Halbleiterstrukturen zu untersuchen. Die Arbeiten zielen auf ein tieferes Verst?ndnis der Mechanismen der Versetzungsgeneration in epitaktischen Schichten. In der Kombination mit Dreipunktbiege-Experimenten werden Prozesse der anisotropen Spannungsrelaxation studiert. Die Messung der internen Spannungen durch Nanointerierung soll es erlauben, R?ckschl?sse auf die Versetzungsdynamik zu ziehen. Dazu wird der Zusammenhang zwischen den sogenannten pop-in-Effekt und der Nukleation gleitf?higer Versetzungen ausgenutzt.

    10. Analytische Elektronenmikroskopie an Halbleiterdefektstrukturen

      Bearbeiter: Dr. Jürgen Neumann-Zdralek (bis Oktober 2001) / Dr. Stefan Eichler (bis Dezember 1998)
      Betreuer: Prof. Dr. Hans-Reiner Höche / PD Dr. Hartmut S. Leipner

      Schwerpunkt ist die hochaufl?sende analytische Untersuchung mit dem Rasterelektronenmikroskop VG HB501UX von Einzeldefekten und graduierten Schichten. Die Experimente werden in der Kombination von energiedispersiver R?ntgenmikroanalyse, Elektronenenergieverlustspektroskopie und Z-Kontrast-Abbildung durchgef?hrt.

    11. Versetzungsinduzierte Ladungsträgerrekombination und Versetzungsdynamik in Verbindungshalbleitern

      Bearbeiter: Lutz Höring (bis Januar 2001)
      Betreuer: Dr. Jürgen Schreiber

      In verschiedenen III-V und II-VI Materialien, wie GaAs oder CdTe werdem mittels spektral und lateral aufgelöster Tieftemperatur-Katodolumineszenz im Rasterelektronenmikroskop strahlende und nichtstrahlende Rekombinationsprozesse an frischen Gleitversetzungen untersucht sowie durch in-situ Beobachtung rekombinationsinduzierte Defektbewegungen studiert. Daraus werden neue Erkenntnisse über elektronisch wirksame intrinsische Versetzungseigenschaften erwartet, insbesondere zur Rolle der Kinken als Rekombinationszentren.

    12. Localized electromagnetic modes in photonic crystals

      Bearbeiter: T. V. Chandra Sekar 
      Betreuer: Prof. Dr. Wolfram Hergert

      Defektstrukturen in photonischen Kristallen sind f?r die Herstellung neuartiger optischer Bauelemente von gro?er Bedeutung. Es wird der Einfluss von Defektstrukturen auf die photonische Bandstruktur und die photonische Zustandsdichte von 2D und 3D photonischen Kristallen untersucht. Von besonderem Interesse ist dabei, wie solche Defektstrukturen durch Ausnutzung elektro-optischer und magnet-optischer Effekte zur gezielten Steuerung photonischer Elemente genutzt werden k?nnen.

    13. Untersuchungen zur Defektchemie in GaAs

      Bearbeiter: Vladimir Bondarenko 
      Betreuer: Prof. Dr. Reinhard Krause-Rehberg

      Die systematische Untersuchungen zur Einstellung von Defektgleichgewichten in III-V-Verbindungen (GaAs, InP) sollen fortgesetzt werden. Das Defektgleichgewicht wird dabei durch die Vorgabe der Temperatur und des ?u?eren Dampfdruckes einer Komponente (As,P) eingestellt. Die Struktur und Konzentration der Gleichgewichtsdefekte soll mit der Positronenannihilation aufgekl?rt werden. Begleitend sollen optische (Infrarotabsorption) und elektrische Messungen (Hall-Effekt) durchgef?hrt werden.

    14. Analytische Elektronenmikroskopie von Devicestrukturen

      Bearbeiter: Jingmin Zhang 
      Betreuer: PD Dr. Hartmut S. Leipner / PD Dr. D. Hesse

    15. Untersuchungen zur Korrelation von elektronischen und dynamischen Versetzungseigenschaften in Verbindungshalbleitern

      Bearbeiter: Serhiy V. Vasnyov 
      Betreuer: Dr. Jürgen Schreiber / Prof. Dr. G. Dräger

    16. Deformationseigenschaften von GaAs bei sehr hohen Temperaturen

      Bearbeiter: Vladimir Mikhnovich 
      Betreuer: PD Dr. Hartmut S. Leipner / Prof. Dr. Peter Grau

    17. Wachstum von Siliciumnanodr?hten mittels Molekularstrahlepitaxie

      Bearbeiter: Luise Schubert 
      Betreuer: PD Dr. Hartmut S. Leipner


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