Zum Einfluss atomarer Defekte in lateralen und vertikalen Metall-Halbleiter-Grenzflächen auf die Eigenschaften der zweidimensionalen Übergangsmetalldichalkogenidheterostrukturen

• Antragstellerinnen / Antragsteller: Professorin Dr. Ute Kaiser; Dr. Arkady Krasheninnikov
• Fachliche Zuordnung: Experimentelle Physik der kondensierten Materie ; Physikalische Chemie von Festkörpern und Oberflächen, Materialcharakterisierung
• Förderung: Förderung seit 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 471707562

Die Anwendung zweidimensionaler (2D) Übergangsmetallheterostrukturen in zukünftigen elektronischen und optoelektronischen Bauteilen ist ohne ein vollständiges Verständnis der an den Grenzflächen zwischen Metall und Halbleiter zu Grunde liegenden physikalischen Phänomene kaum vorstellbar. Im Rahmen dieses Projektes untersuchen wir sowohl solche Metall-Halbleiter-Grenzflächen, die aus ausgewählten Übergangsmetalldichalkogeniden (TMD) durch das laterale Wachstum eines Materials neben dem anderen hergestellt werden, als auch solche, die durch das Übereinanderstapeln von Monolagen metallischer und halbleitender TMDs in vertikaler Geometrie gebildet werden. Da atomare Defekte wie zum Beispiel Kontaminationsatome, Dotierungsatome und Leerstellen immer in realen Bauteilen vorhanden sein werden, ist es das Ziel dieses Projektes, den Einfluss dieser atomaren Defekte auf die auszubildende laterale und vertikale Halbleiter-Metall-Grenzflächenstruktur zu erforschen und deren Eigenschaften zu bestimmen. Die lateralen TMD Heterostrukturen werden in Kooperation hergestellt und die vertikalen Strukturen stellen wir durch die Anwendung der „Sandwiching“- und Stempeltechniken her. Die atomare Struktur der Grenzflächen bestimmen wir aus öffnungsfehler- und farbfehler-korrigierter Niederspannungs-Hochauflösungstransmissionselektronenmikroskopie und die elektronischen Eigenschaften (Plasmonen- und Excitonenzustände und core states) aus Elektronenenergieverlustspektroskopie. Unsere experimentellen Erkenntnisse werden durch Ab-initio-Berechnungen erklärt, wodurch wir erwarten, ein grundlegendes Verständnis der Rolle der Grenzflächendefekte auf die Eigenschaften der zweidimensionalen Heterostrukturen zu gewinnen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Mitverantwortlich: Dr. Johannes Biskupek