Dehnungsabhängigkeit des elektronischen Transports in halbleitenden oxidischen Dünnschichten

• Antragsteller: Professor Dr. Andreas Klein
• Fachliche Zuordnung: Herstellung und Eigenschaften von Funktionsmaterialien
• Förderung: Förderung von 2016 bis 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 317627108

Das Projekt will die Dehnungsabhängigkeit des Elektronentransports in polykristallinen dünnen Schichten transparenter leitfähiger Oxide aufklären. Hierzu werden dünne Schichten von ZnO und SnO2 mittels Magnetron-Kathodenzerstäubung auf flexible Silizium- bzw. Glassubstrate abgeschieden. Die elektrische Charakterisierung als Funktion der Dehnung erfolgt mittels Leitfähigkeits- und Hall-Effekt Messungen. Besonderes Augenmerk wird dem Einfluss von Korngrenzen gewidmet. Mittels temperaturabhängiger Hall-Effektmessungen an Proben mit variierender Ladungsträgerkonzentration soll aufgeklärt werden, inwiefern die elektronische Struktur der den Transport limitierenden Korngrenzbarrieren durch Dehnung beeinflusst wird. Aus dem Vergleich unterschiedlich texturierter ZnO Schichten sowie von ZnO mit SnO2 sollen die piezoelektrischen Beiträge zur Korngrenzbarriere extrahiert werden. Zusätzlich wird die piezoelektrische Beeinflussung von Schottkybarrieren von texturierten ZnO Schichten mittels elektrischer und Photoemissionsmessungen untersucht. Das Projekt ist eng verzahnt mit einem Projekt von K. Albe in dem die elektronische Struktur der Korngrenzen berechnet wird, einem Projekt von J. Rödel und H.-J. Kleebe in dem die mechanische Modulierung von Korngrenzen in ZnO Bikristallen und Polykristallen untersucht wird, einem Projekt von E. Gjonaj und B.-X. Xu in dem die Kopplung zwischen mechanischen und elektrischen Feldern und deren Einfluss auf den Stromtransport simuliert wird, sowie einem Projekt von J.J. Schneider in dem die Synthese und Eigenschaften von polarisationstexturierten ZnO-Keramiken untersucht werden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Großgeräte: Elektromagnet
• Gerätegruppe: 0100 Labormagnete