Mikrostruktur-basierte Optimierung von CuI-Dünnfilmen mittels Laser-Plasmaabscheidung

• Antragstellerinnen / Antragsteller: Professor Dr. Michael Lorenz; Dr. Susanne Selle
• Fachliche Zuordnung: Experimentelle Physik der kondensierten Materie
• Förderung: Förderung seit 2019
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 403159832

Basierend auf den vielversprechenden Ergebnissen der ersten Förderperiode, konzentrieren sich die Leipziger Arbeiten nun ausschließlich auf die Laser-Plasmaabscheidung (PLD) von CuI-Heterostrukturen. Jedoch beschränken sich die hochmodernen mikrostrukturellen Analysetechniken im Fraunhofer IMWS in Halle nicht nur auf die PLD-Filme, sondern es werden sämtliche CuI-Proben aus der gesamten Forschergruppe untersucht. Dies erlaubt einen direkten Vergleich der verschiedenen Züchtungsmethoden, zum Beispiel bezüglich der Adhesionseigenschaften der CuI-Filme. Zusätzlich zu den elektronenmikroskopischen Methoden, die einerseits überragende laterale Auflösung (TEM), andererseits aber auch Möglichkeiten zu Übersichtsuntersuchungen (SEM, EBSD) bieten, wird Oberflächenanalytik unter anderem mittels ToF-SIMS und Nanoindentation durchgeführt. Dabei präsentiert letzteres eine vielversprechende Methode für die zukünftige mechanische Charakterisierung. Die PLD-Züchtung ermöglicht das Einstellen der Ladungsträgerkonzentration und Beweglichkeit, ist sehr flexibel bei der Dotierung von CuI und liefert einkristalline Filme ohne Rotationsdomänen. Die Demonstration von CuI-basierten elektronischen Bauelementen wird unterstützt durch: (a) die Untersuchung der Keimbildung und verschiedener Dotierelemente, (b) die Entwicklung von Deckschichten für eine bessere Langzeitstabilität, und (c) das “lift-off” von freitragenden CuI-Templaten für größere Einkristalle. Vollständige Bauelementstrukturen mit individueller in-situ Strukturierung durch Schattenmasken sollen zusammen mit P05 realisiert werden.

• DFG-Verfahren: Forschungsgruppen
• Teilprojekt zu: FOR 2857: Kupferiodid als multifunktionaler Halbleiter
• Mitverantwortliche: Professor Dr. Marius Grundmann; Professor Dr. Thomas Höche; Dr. Christian Patzig