Elektronische Struktur von Halbleitergrenzflächen

Das "integrierte System" (IS): Grenzflächen
können in situ charakterisiert werden.

Die Funktion von elektronischen Halbleiterbauelementen- wie die im HZB entwickelten Dünnschichtsolarzellen - wird wesentlich durch die morphologische und elektronische Struktur ihrer Grenzflächen bestimmt.

So hängt beispielsweise der Wirkungsgrad einer Solarzelle entscheidend von der Beschaffenheit der Kontaktphase zwischen den einzelnen übereinander aufgebrachten Schichten ab, d.h. von der Bandanpassung der verschiedenen Materialien, vom eventuellen Autreten von Grenzflächendipolen, von der Defektdichte u.s.w.

Die Arbeitsgruppe betreibt das "integrierte System" (IS), an dem das Grenzflächenverhalten von Halbleitern mit modernen oberflächensensitiven Analysemethoden wie Photoelektronenspektroskopie (UPS, XPS), Niederenergetische Elektronenbeugung (LEED) und Tunnelmikroskopie (STM) in situ untersucht werden kann. Hierzu sind mehrere UHV-Analyse-, Präparations- und MB-Epitaxiekammern miteinander gekoppelt, so dass dünne Filme verschiedener Materialien (Oxide (TCOs), Chalkopyrite (CIS), Schichtgitter (TMDCs)) schrittweise auf unterschiedliche Substrate aufgebracht und dann direkt unter UHV-Bedingungen (in situ) charakterisiert werden können. Aus dieser stufenweisen Verfolgung der Grenzflächeneigenschaften kann u.a. auf Banddiskontinuitäten und Potenzialverläufe in den Kontaktphasen rückgeschlossen werden.

Außerdem betreibt die Arbeitsgruppe die TGM-7-Beamline an der Berliner Synchrotron-Strahlungsquelle BESSY. Hier können ausgewählte Halbleiter-Heterostrukturen mit erhöhter räumlicher, energetischer und Winkelauflösung (ARUPS) charakterisiert werden, um die elektronische Struktur von für die Photovoltaik wichtigen Kontaktphasen zu bestimmen.