Upgrade Ionenimplanter

• Fachliche Zuordnung: Physik der kondensierten Materie
• Förderung: Förderung in 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 504643504

Das Upgrade des Ionenimplanters „Romeo“ wird es den beteiligten Arbeitsgruppen ermöglichen, ein neues Spektrum an Implantationsexperimenten durchzuführen. Wesentlicher Arbeitsschwerpunkt wird dabei die gezielte Modifizierung der optischen Eigenschaften von modernen (Quanten)Materialien und Nanostrukturen sein. Dies reicht von der Realisierung von Leuchtzentren auf der Basis von Lanthaniden oder Übergangsmetallen in Halbleitern, über die Manipulation der dielektrischen Funktion von Dielektrika, bis hin zur Synthese von neuen Quantenemittern in Diamant und 2D-Materialien. Diese Thematiken stehen im Zentrum vieler Forschungsprojekte sowie von zwei koordinierten DFG-Forschungsprogrammen am Optik-Standort Jena, einem Sonderforschungsbereich (SFB 1375 „NOA“) und einem internationalen Graduiertenkolleg (IRTG 2675 „Meta-Active“), so dass mit dem beantragten Upgrade diese maßgeblich gestärkt werden. Das Upgrade des Implanters wird zu drei neuen Funktionen führen. (a) Es soll eine Zerstäubungs-/“Sputter“quelle mit entsprechenden Netzgeräten angeschafft und integriert werden werden. Dies wird hohe Ionenströme vieler neuer Elemente ermöglichen, die bisher nicht zugänglich waren. Dazu gehören insbesondere hochschmelzende (Übergangs)Metalle als auch Lanthanide. (b) Das neu anzu¬schaffende Hochspannungsterminal wird mit neuartigen Linsen ausgestattet sein, so dass auch niedrige Energien zugänglich werden. Zusammen mit der Sputterquelle wird es also dann möglich werden, Proben über den gesamten relevanten Energiebereich mit nahezu allen Elementen des Periodensystems bei hohen Ionenfluenzen zu bestrahlen. Diese Flexibilität wird allen Arbeitsgruppen zukünftig neue Forschungsfelder eröffnen. (c) Das anzuschaffende System wird vollständig digital gesteuert werden. Diese neue Funktion wird nicht nur die Effizienz und Nutzungsdauer deutlich steigern, sondern auch das schnelle Schalten zwischen Elementen und Energien ermöglichen, so dass dann komplexe Element- und Tiefenprofile ermöglicht werden, die bisher nicht realisierbar sind. Statt der Anschaffung eines Neugerätes sollen brauchbare Komponenten des vorhandenen Implanters (Beschleunigungsstrecke & Strahlrohr) weiter genutzt werden. Die hauptsächliche Nutzung des beantragten Systems soll dabei anteilig durch vier Arbeitsgruppen der Friedrich-Schiller-Universität (FSU) Jena erfolgen, die an der Physikalisch-Astronomischen Fakultät angesiedelt sind. Das System soll aber prinzipiell für alle Arbeitsgruppen der FSU nutzbar gemacht werden, wie es in der Vergangenheit bereits gelebte Praxis war. Insbesondere wird der erweiterte Implanter verschiedene neue interdisziplinäre Zusammenarbeiten der nutzenden Arbeitsgruppen ermöglichen. Insgesamt wird somit das wissenschaftliche Spektrum der FSU Jena an der Schnittstelle der zwei Schwerpunkte Optik und Materialwissenschaften signifikant erweitert und gestärkt.

• DFG-Verfahren: Forschungsgroßgeräte
• Großgeräte: Upgrade Ionenimplanter
• Gerätegruppe: 0210 Teilchenbeschleuniger (Physik)
• Antragstellende Institution: Friedrich-Schiller-Universität Jena
• Leiter: Professor Dr. Carsten Ronning