Institut Silizium-Photovoltaik

Verbesserte Auflösung - EPR-Spektroskopie

Spezielle Probenhalterungen für die EPR-Messung

HZB-Forscher sind Defekten in Halbleitern auf der Spur.

Die EPR-Spektroskopie (Elektronenparamagnetische Resonanz) ist eine Methode, mit der man den atomaren Magnetismus von Stoffen untersucht. Man schaut ins Innerste der Grundbausteine und betrachtet dort die Elektronen, die sich im Grundzustand gerne paarweise aufhalten. Sobald ungepaarte Elektronen vorhanden sind – wie zum Beispiel bei Defekten in Halbleitern – bekommen sie Eigenschaften, die man auch von klassischen Kompassnadeln kennt. Der Fachmann spricht vom Elektronenspin, der die nur quantenmechanisch zu beschreibenden magnetischen Eigenschaften verursacht.

Bei der EPR-Spektroskopie bringt man die Probe in ein äußeres Magnetfeld, zu dem sich die mikroskopischen Kompassnadeln parallel zueinander ausrichten. Nun wird die Probe mit Mikrowellen bestrahlt. Bei ganz bestimmten Magnetfeldern tritt ein Resonanzeffekt ein und die Kompassnadeln lassen sich um 180 Grad drehen (Spinflip). Die dafür notwendige Energie lässt sich messen und man erhält Auskunft über die nanoskopische Umgebung der Defekte. Das Team um Klaus Lips will nun erstmals die an BESSY II erzeugte Terahertzstrahlung für EPR-Untersuchungen verwenden. Sie erhoffen sich davon eine verbesserte Auflösung, sodass sie noch detailliertere Informationen über Defekte erhalten.