Methoden & Infrastruktur

Ionenstrahlen

3 MeV Tandetron Beschleuniger JULIA mit einer Sputter-Ionenquelle und einem Duoplasmatron sowie einer Universal-Beamline zur Ionenimplanation und Ionen-Strahl-Analyse (IBA). Mögliche Implantationsenergien sind im Bereich von 500 keV bis 12 MeV und Targettemperaturen im Bereich von 15 K bis 1500 K. Verfügbare Ionen-Strahl-Analyse-Techniken sind RBS, Channeling, NRA, PIXE und PIGE.

Ionenimplanter ROMEO, mit dem nahezu jedes beliebige Element mit Implantationsenergien im Bereich von 10 keV bis 400 keV implantiert werden kann. Das Target kann bis 15 K gekühlt und bis 1500 K geheizt werden. Probenflächen können von einigen mm² bis hin zu 2 inch Wafern reichen. Drei-dimensionale Nanostrukturen können auch rotiert und unter 45 Grad implantiert werden.

Ein FEI Dual-Beam FIB mit hochauflösender Elektronensäule und Ionensäule. Deposition von Pt, Au, SiO₂, und XeF₂-ätzen. Mikromanipulator. Automatisierte Preparation von TEM-Lamellen und Vorcharakterisierung mit STEM bei 30 kV. Ion beam / electron beam induced current (IBIC/EBIC).

Ein JEOL Rasterelektronenmikroskop (REM) mit energiedispersiver Röntgenspektroskopie (EDX) zur Elementanalyse. Ausgerüstet mit einer LaB6-Kathode und einer maximalen Auflösung von etwa 5 nm.

Ein FEI Dual-Beam FIB mit hochauflösender Feldemissionelektronensäule (Auflösung < 1 nm) und Ionensäule. Deposition von Pt, Au, SiO₂, und XeF₂-Ätzen. Mikromanipulator. Automatisierte Preparation von TEM-Lamellen und Charakterisierung mit STEM bei 30kV und einer Auflösung bis zu 1 nm. Ausgerüstet mit energiedispersiver Röntgenspektroskopie (EDX) zur Elementanalyse.

Zugang zu einem JEOL JEM-3010 Transimissionselektronen-Mikroskop (TEM) mit energiedispersiver Röntgenspektroskopie (EDX) zur Elementanalyse. Ausgerüstet mit einer LaB6-Kathode und einer maximalen Punktauflösung von 0.17 nm. Dieses TEM steht uns in Zusammenarbeit mit der AG Prof. Rettenmayr (OSIM) zur Verfügung.
Zugang zu verschiedenen Röntgendiffraktometern (XRD) am IOQ.
Röntgenabsorptionsspektroskopie (XAS, EXAFS, XANES) an verschiedenen Synchrotronstrahlungsquellen, z.B. DESY, ESRF und SLS, sowie ortsaufgelöste Röntgenfluoreszenzanalyse (XRF), Röntgendiffraktometrie (XRD), Röntgenabsorptionsspektroskopie (XAS) und röntgeninduzierte Strommessung (XBIC) mit einem Synchrotron-Nanostrahl am ESRF - beamline 16b.
3 MeV Tandetron Beschleuniger JULIA für Ionenstrahlanalyse (IBA) Techniken wie RBS, Channeling, NRA, PIXE und PIGE.

Photolithographie im Reinraum zur Herstellung von Kontaktstrukturen, Bonder mit Au-Drähten.
vollautomatisierte Messplätze für Strom-Spannungskennlinien (IV):
- messbare Ströme bis pA (4-Draht Messung)
- Messung bei Raumtemperatur mit AM 1.5 Beleuchtung oder dunkel
- Messung von 10 K bis 500 K unter Beleuchtung mit verschiedenen Wellenlängen
Kapazitäts-Spannungs-Messungen (CV) von 10 - 500 K zur Bestimmung von Dotierprofilen.

Thermische Admittanzspektroskopie (TAS) zur Untersuchung flacher und tiefer Störstellen.
Temperaturabhängige Kapazitätstransientenmessungen (DLTS) zur Bestimmung der Konzentration und Bindungsenergie von absichtlich oder unabsichtlich vorhandenen tiefen Störstellen.
Hall-Effekt-Apparatur (80 K - RT) zur Bestimmung von Ladungsträgerkonzentrationen und Aktivierungsenergien.

Mikro-Photolumineszenz (PL) Spektroskopie: 500 mm Gittermonochromator, UV-VIS CCD (200 - 1100 nm), iCCD (200 - 850 nm), InGaAs-Array (800 - 1650 nm), Temperaturbereich 4-300 K, Zeitauflösung bis zu 3 ns, Ortsauflösung ~1 µm, Anregung: HeCd (325 nm cw), Nd:YAG (7 ns Pulse, 266, 355, 532 nm, 1 - 200 Hz), NeNe Laser (633 nm cw), PL-Anregungsspektroskopie per Xe-Lampe mit 200 mm Monochromator (250 - 1100 nm).

Ein REM (JEOL) ist ausgestattet mit einer Kathodolumineszenz (CL) zur Analyse der optischen Eigenschaften von Halbleitern-Nanostrukturen, bestehend aus einem 300 mm Monochromator und zwei Photomultipliern für den sichtbaren (250-900 nm) und infraroten Bereich (300 - 1650 nm). CCD Kamera (200 - 1100 nm) zur schnellen Aufnahme von Spektren. Cryostage für Probentemperaturen von 6K bis 300 K. (gefördert durch EFRE)
Varian UV-VIS Spektrometer (185-3300 nm) zur Messung von Absorptions-, Transissions- oder Reflexionsspektren. Ulbrichtkugel für direkte und diffuse Streuung
Varian FTIR Spektrometer (400-6000 cm^-1) für Messungen von IR Spektren in Absorptions- und Transmissions- und Reflektionsgeometrie.

Sputterdepositions-Anlagen zur Herstellung von metallischen Schichten (Cu, In, Ga)
Sputterdepositions-Anlagen zur Herstellung von TCO-Frontkontakten (transparent conducting oxides)
Sputterdepositions-Anlage zur Herstellung von Mo Rückkontakten

CVD-Anlage zu Synthese von Halbleiternanodrähten. Sie besteht aus einem Drei-Zonen-Ofen mit einer maximalen Temperatur von 1350 °C, einer Drehschieberpumpe (10^-3 mbar), zwei Gas-Fluss-Kontrollern, und einem Kühlsystem. Voll Computer-gesteuert.
Hoch-Temperatur-Ofen zum Wachsen von Nanodrähten, mit einer maximalen Temperatur von 1500 °C, einer Drehschieberpumpe (10^-3 mbar), zwei Gas-Fluss-Kontrollern und Kühlsystem. Voll Computer-gesteuert.
Rohrofen mit Gasfluss (Luft, Sauerstoff, Stickstoff, Argon) zur Wachstum von Nanostrukturen und Ausheilen von Proben.
Verschiedene (Hoch-Temperatur-)Öfen zum Ausheilen bis 2050 K unter Vakuum oder Inert-/Reaktiv-Gas, und zum aktivieren von dünnen Schichten.
Ein System für rapid thermal annealing (RTA) .
Ein FEI Dual-Beam FIB mit der Möglichkeit der Deposition von Pt, Au, SiO₂, bzw. XeF₂-Ätzen.
Photolithographie im Reinraum zur Herstellung von Kontaktstrukturen, Bonder mit Au-Drähten.