Methoden & Infrastruktur
am Lehrstuhl Prof. Ronning
Strahlrohre
Tandem-Beschleuniger "JULIA"
- 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.
Ionenbeschleuniger "ROMEO"
- 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).
Methoden zur strukturellen Charakterisierung
- Ein JEOL Rasterelektronenmikroskop (REM) mit energiedispersiver Röntgenspektroskopie (EDX) zur Elementanalyse. Ausgerüstet mit einer LaB6-Kathode und einer maximalen Auflösung von etwa 5 nm.
Focused ion beam system
- 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.
Methoden zur elektrischen Charakterisierung
- 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.
Probe station
- 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.
Methoden zur optischen Charakterisierung
PL Apparatur
- 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.
Dünnschicht-Herstellungsmethoden
- 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
Herstellung von Halbleiternanodrähten und Prozessierung
- 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.