Abteilung Struktur und Dynamik von Energiematerialien
Instrumentierung und Labor
Instrumentierung am BESSY II
| Station | Kontakt | |
|---|---|---|
| CryoEXAFS | CryoEXAFS | Götz Schuck |
| KMC-2 Diffraction | KMC-2 Diffraction | Daniel Többens |
| KMC-2 XANES | XANES, EXAFS, myXANES, myEXAFS | Götz Schuck |
| mySpot | Micro-XANES, -EXAFS, -fluorescence | Ivo Zizak |
X-Ray CoreLab
Das X-Ray CoreLab betreibt Instrumente für verschiedene Röntgenbeugungsmethoden an den HZB-Standorten Adlershof (WCR) und Wannsee (LMC) und stellt diese allen interessierten HZB-Mitarbeitern und Gästen zur Verfügung.
Labor für kristallographische Materialforschung für die solare Energiewandlung
- Synthese von Referenz-Pulverproben von multinären Chalkogenid- Verbindungshalbleitern mittels Festkörperreaktion (Abb. 1)
- Synthesen einkristalliner Proben neuartiger PV-Verbindungen (Abb. 2)
- Synthese von Hybrid-Perowskiten
- chemische Analyse des synthetisierten Materials mittels WDX-Spektroskopie an der Elektronenstrahl-Mikrosonde (Freie Universität Berlin, Institut für Geologische Wissenschaften)
- strukturelle Analyse des synthetisierten Materials mittels Röntgenpulverdiffraktometrie (XRD)
Abb. 1: links: Abschmelzen von evakuierten Quarzglasampullen; Mitte: chemische Elemente in einem Graphitboot eingeschoben in die Quarzglasampullen; rechts: Synthese im 1-Zonenofen.
Abb. 2: MAPbBr3 Einkristalle aus der Lösung (links) und Defekt-Adamantine CuAlSnS4 (Mitte) und CuGaGeS4 (rechts), beide mittels chemischem Gasphasentransport (CVT)
UV-Vis Labor
Im UV-Vis Labor werden Diffuse Reflexionsspektroskopie-Messungen im ultravioleten und sichtbaren Spektrum durchgeführt. Hierfür steht ein Perkin Elmer Lambda 750S, das mit einer „ Praying Mantis“ Station ausgestattet ist, zur Verfügung, welches speziell für die Messung von Pulverproben mit schwachem Signal entwickelt wurde.
Abb.: Perkin Elmer Lambda 750S (links), „Praying Mantis“ Station (Mitte) und zwei Arten von Pulverhaltern für kleine Probenmengen (rechts)
Optische Mikroskopie
Ein modernes optisches Mikroskop Keyence VHX970, mit Objektiv ZS 20 x 100, wird hauptsächlich für die Auswahl qualitativ hochwertiger Einkristalle für weitergehende Untersuchungen verwendet.
Abb.: Lichtmikroskop Keyence VHX970 (links), Ag2FeSnS4 und SnS2-Einkristalle (Mitte) und Sb2Se3-Polykristall (rechts)
ESMI - Elektronische Struktur von Materialien und Grenzflächen
Im ESMI-Labor konzentrieren wir uns auf die Weiterentwicklung einfacher Methoden zur zuverlässigen Charakterisierung der Oberflächen- und Grenzflächenelektronik von Materialien im Hochdurchsatzverfahren für die Modellierung und Entwicklung neuer effektiver optoelektronischer Bauelemente. Die Kelvinsonde (KP) und die Photoelektronenausbeutespektroskopie (PYS) sind Schlüsselmethoden für die Untersuchung der elektronischen Struktur von Materialien und Grenzflächen, z. B. der Arbeitsfunktion (WF) und der damit verbundenen Position des Fermi-Niveaus, der Ionisierungsenergie (IE) und des damit verbundenen Valenzbandmaximums, der Defektzustände und ihrer Verteilung nach Energie. Im Gegensatz zu ähnlichen Methoden, die für Untersuchungen im Ultrahochvakuum (UHV) entwickelt wurden, werden die KP und PYS in unserem ESMI-Labor für Untersuchungen bei Umgebungsdruck unter Inertgasen (N2 oder Ar) kombiniert.
REM-Labor
Im REM-Labor betreiben wir Rasterelektronenmikroskope (Zeiss UltraPlus und LEO GEMINI 1530) zur Untersuchung von verschiedenen Materialien und Bauelementen für die Photovoltaik, solare Brennstofferzeugung, Katalyse, Batterien und auch Quantenmaterialien, Supraleitern, etc. Wir wenden ein umfangreiches Analysepaket aus Abbildung, energiedispersiver Röntgenspektroskopie (EDXS), Rückstreuelektronenbeugung (EBSD), Kathodolumineszenz (CL) und elektronenstrahlinduzierter Strommessungen (EBIC) an. Das Probenpräparationslabor bietet hochspezialisierte Geräte für die Vorbereitung von REM- und TEM-Präparaten.
REM-Labor und Probenpräparationslabor sind in das CoreLab CCMS integriert.