Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg

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Forschung

Nachfolgend erhalten Sie einen Überblick über die Forschungsschwerpunkte der Fachgruppe.

Struktur und Wachstum ultradünner 3d-Metalloxidschichten

Für die elektronischen und magnetischen Eigenschaften von Übergangs-metalloxiden, wie sie in Tunnel-Magnetwider-tands- (TMR)-Bauelementen  z.B. in Festplatten-Leseköpfen zum technologischen Einsatz kommen, sind die strukturellen und elektronischen Eigenschaften der Metall/Oxidgrenz-flächen von zentraler Bedeutung. In diesem Projekt werden die geome-trische und elektronische Struktur ultradünner 3d-Übergangs-metalloxide mit Rastertunnelmikroskopie(STM) und -spektroskopie (STS) untersucht.

Elektronische und phononische Eigenschaften und atomare Struktur von Oxidfilmen

Die besonderen elektronischen und phononischen Eigenschaften an Oberflächen und inneren Grenzflächen von Oxiden machen viele Übergangsmetalloxide zu technologisch vielver-sprechenden Bauelementen. Eine genaue Kenntnis dieser Eigenschaften kann durch hochaufgelöste Spektroskopie-techniken erreicht werden. Dazu wird in diesem Projekt die elektronische Struktur mittels winkelaufgelöster und reso- nanter Photoemission und kantennaher Röntgenabsorption (ARUPS, NEXAFS) bestimmt; die phononischen Eigenschaften werden impulsaufgelöst mittels hochaufgelöster Elektronen-energieverlustspektroskopie (HREELS) ausgemessen, die atomare Struktur mittels Beugung von Photoelektronen (PED) und Elektronen niederer Energie (LEED) bestimmt.

Charakterisierung katalytisch aktiver ZrO2-Oberflächen

Sulfatierte Zirconiumdioxide sind hochaktive Katalysatoren für die Isomerisierung von Alkanen, die industrielle Anwendungen bei Reaktionstemperaturen unterhalb 200°C ermöglichen. In diesem gemeinsamen Projekt mit anderen Instituten in Leipzig, München und Berlin gelang es erstmals, eindeutige mechanistische Aussagen zu Teilschritten des komplexen katalytischen Kreislaufs und Einsichten in Struktur-Wirkungs-beziehungen zu erhalten. In unserem Teilprojekt steht dabei die strukturelle atomar aufgelöste Charakterisierung der ZrO2- und sulfatierten ZrO2-Oberflächen  mittels Raster-tunnelmikroskopie (STM) und Beugungsmethoden (LEED) im Vordergrund.

Wachstum und Eigenschaften organischer Molekülschichten

Halbleiter auf der Basis von organischen Dünnstschichten sind schon heute aus unserem täglichen Leben nicht mehr wegzu-denken. Zukünftig werden sie sich als molekulare Elektronik noch weite Anwendungsbereiche erobern. Das Wachstum solcher organischen Schichten auf metallischen und oxidischen Substraten und ihre elektronischen Eigenschaften werden in diesem Projekt mit Rastertunnelmikroskopie (STM) und verschiedenen Spektroskopietechniken (STS, UPS, XPS) untersucht.

Oberflächeneigenschaften von ferroelektrischen Oxiden und dünnen Filmen

Seit seiner Entdeckung als erstes keramisches Material mit ferroelektrischen Eigenschaften wird Bariumtitanat (BaTiO3) immer wieder als Modell-Ferroelektrikum herangezogen. Aufgrund des einfachen, perowskitischen Kristallgitters eignet es sich hervorragend zur Untersuchung des Zusammenhangs zwischen ferroelektrischen Eigenschaften und Kristall- bzw. Mikrostruktur. Die hohe Permittivität ferroelektrischer Materialien wird technologisch im einfachsten Fall für Dielektrika in Kondensatoren genutzt und zukünftig für nicht-flüchtige Speicherbauelemente eingesetzt. Die Oberflächen des ternären Oxids Bariumtitanat und die Struktur dünner Schichten werden in diesem Projekt untersucht, wobei die geometrische Struktur und ferroelektrische Domänenstruktur im Vordergrund stehen.

Femtosekundenspektroskopie elektronischer Anregungen in nanostrukturierten Systemen

Die Zweiphotonen-Photoemission (2PPE) ist eine moderne Methode zur Charakterisierung elektronischer Anregungen an Oberflächen. In Form der zeitaufgelösten 2PPE mit Femto-sekunden-Lasern ist sie die einzige Methode zur Untersuchung der schnellen Dynamik dieser Anregungen. In diesem Projekt soll die Femtosekundenspektroskopie mit der Photoelektro- nen-Mikroskopie (PEEM) kombiniert werden, um gleichzeitig hohe Orts-, Energie- und Zeitauflösung zu nutzen.

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