Glovebox-Aufdampfanlagen-Cluster

• Fachliche Zuordnung: Physik der kondensierten Materie ; Elektrotechnik und Informationstechnik
• Förderung: Förderung in 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 533164536

Die nachhaltige Erzeugung, Umwandlung und Speicherung von Energie bleibt eine globale Kernfrage. Die Entdeckung neuartiger funktioneller Energiematerialien ist der Schlüssel zur Erschließung neuer Konzepte und Funktionen für die Entwicklung von Technologien der nächsten Generation. Durchbrüche beruhen auf der Untersuchung sehr sauberer neuartiger Materialien, die durch eine genau definierte Synthese hergestellt werden, so dass die intrinsischen Materialeigenschaften offengelegt werden können. Ein aktueller Schwerpunkt der AG Deschler sind die hybriden Metall-Halogenid-Perowskite, die sich als vielversprechende polykristalline Halbleiter für die Optoelektronik erwiesen haben, sowie organische Halbleiter. Diese hochgradig abstimmbaren Systeme können mit lösungsbasierten Methoden bei niedrigen Temperaturen zu dünnen Schichten verarbeitet werden, was sie für Anwendungen besonders geeignet macht. Gut definierte neuartige Materialien sind außerdem essentiell für unsere fortgeschrittenen spektroskopischen Methoden wie transiente Absorption oder fortgeschrittene mehrdimensionale Spektroskopie, sowie hochauflösende optische holografische und Nahfeldmikroskopie. Diese Techniken erfassen selbst kleine Beiträge von Phasenverunreinigungen und Defekten, die die intrinsischen elektronischen, chemischen und strukturellen Eigenschaften verschleiern würden. Durch die Kombination unseres Fachwissens in der Materialherstellung und modernster Spektroskopie streben wir Durchbrüche in der Materialfunktion an in den Bereichen: i) chirale Hybrid-Halbleiter für photonische Anwendungen, ii) magnetische Hybridmaterialien für die Informationstechnologie, iii) gemischte Elektronen-Ionen-Dynamik von Energiespeichermaterialien und iv) Kontrolle kohärenter Licht-Materie-Wechselwirkungen. Die Synthese unserer neuartigen organischen/hybriden Materialien, auch in kontaktierten und mehrschichtigen Strukturen, die für Anwendungen relevant sind, muss unter inerten Bedingungen unter Ausschluss von Sauerstoff und Wasser erfolgen, um Defekte, Verunreinigungen und Unordnung zu vermeiden. Solche Bedingungen können nur in Gloveboxen erreicht werden, die die notwendigen reproduzierbaren Herstellungsbedingungen und eine reine Gasatmosphäre bieten. Wir beantragen hier einen integrierten Glovebox-Verdampfer-Cluster. Das Glovebox-System wird vielseitige Herstellungsmethoden ermöglichen, die von der lösungsbasierten Dünnschichtverarbeitung bis zum Wachstum von Einkristallen reicht. Darüber hinaus ist es von entscheidender Bedeutung, dass ein integriertes System aus lösungsbasierter Synthese und thermischer Verdampfung zur Verfügung steht, so dass die Herstellung kompletter photonischer und kontaktierter Mehrschichtsysteme ohne Verunreinigung von Grenzflächen oder Materialoberflächen möglich ist, um die Anregungsdynamik in photonischen Strukturen und von Energiematerialien in Geräten unter Betriebsbedingungen erfolgreich zu charakterisieren.

• DFG-Verfahren: Forschungsgroßgeräte
• Großgeräte: Glovebox-Aufdampfanlagen-Cluster
• Gerätegruppe: 8380 Schichtdickenmeßgeräte, Verdampfungs- und Steuergeräte (für Vakuumbedampfung, außer 833)
• Antragstellende Institution: Ruprecht-Karls-Universität Heidelberg
• Leiter: Professor Dr. Felix Deschler