Forschungs- und Arbeitsgebiete

Gegenstand der Forschungsarbeiten dieser Arbeitsgruppe ist die Angewandte Oberflächenphysik mit dem Schwerpunkt auf materialwissenschaftlich relevanten Fragestellungen aus dem Bereich der Oberflächen- und Dünnschichttechnologie. Die Arbeitsgebiete im einzelnen sind (Links auf englisch):

In der Grundlagenforschung befasst sich die Arbeitsgruppe mit den Prozessen bei der Wechselwirkung energiereicher Teilchen mit Festkörperoberflächen, vor allem der ioneninduzierten Teilchenemission, aber auch beschussinduzierten Stöchiometrie- und Strukturänderungen an Oberflächen. Zur Charakterisierung der dabei ablaufenden Elementarprozesse werden hierbei unter anderem lasergestützte Methoden angewandt, welche einen zustandsselektiven Nachweis der freigesetzten Teilchen gestatten. Entscheidend für die Grundlagenarbeiten ist auch die Verfügbarkeit von elektronen- und massenspektrometrischen Verfahren zur Bestimmung der chemischen und strukturellen Oberflächeneigenschaften. Forschungs- und Entwicklungsarbeiten auf dem Gebiet der modernen Oberflächen- und Schichtanalytik sind daher ein weiterer wichtiger Schwerpunkt der Arbeitsgruppe. Besonderes Interesse gilt hierbei der lasergestützten Sekundärneutralteilchen-Massenspektrometrie SNMS, welche als Methode zur Mikrobereichsanalyse der chemischen Zusammensetzung von Festkörperoberflächen und Dünnen Schichten entwickelt und angewandt wird.

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Abb 1. Schematischer Aufbau einer lasergestützten Sekundärneutralteilchen-Mikrosonde, in der die durch Ionenzerstäubung aus einer Festkörperoberfläche ausgelösten neutralen Atome und Moleküle mittels eines intensiven gepulsten Lasers nachionisiert und massenspektrometrisch analysiert werden

Charakteristisch für die Arbeiten zur Teilchen-Oberflächen-Wechselwirkung und bei der Oberflächen- und Schichtanalytik ist, dass die Untersuchungen bei extrem hohem Vakuum ("Ultrahochvakuum" UHV) mit Drucken bis herab zu 10-10 mbar durchgeführt werden. Abb. 2 zeigt als Beispiel eine UHV-Apparatur, in der ein Flugzeit-Massenspektrometer mit einer feinfokussierenden Flüssigmetall-Ionenkanone und einem Ionisationslaser zu einem Gerät zum Nachweis zerstäubter Neutralteilchen kombiniert ist.

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Abb. 2. Ultrahochvakuumapparatur zur Untersuchung von Teilchen-Oberflächen-Wechselwirkungsprozessen

Die Forschungs- und Entwicklungsarbeiten in der Arbeitsgruppe erfolgen im Wesentlichen im Rahmen von Projekten, die von der Deutschen Forschungsgemeinschaft unterstützt werden.