Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Untergrund beeinflusst Halbleiter-Monolagen

16.02.2017

Hauchdünne Halbleiterschichten verhalten sich unterschiedlich, je nachdem, auf welchem Untergrund sie aufgebracht sind. Das hat ein Team um den Physiker Dr. Arash Rahimi-Iman von der Philipps-Universität Marburg herausgefunden. Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler veröffentlichen ihre Ergebnisse im Fachblatt „2D materials“.

Halbleitermaterialien stecken in vielen Geräten, beispielsweise in Bauteilen von Computern, in Solarzellen, in Fotodetektoren und Leuchtdioden. „Interessanterweise werden einige Halbleiter wie Wolframdiselenid, Molybdändisulfid und andere erst beim Übergang vom dreidimensionalen Kristall zum zweidimensionalen Material optisch aktiv“, sagt Lorenz Maximilian Schneider, der sich mit Sina Lippert die Erstautorenschaft an der Studie teilt.


An Schichtdienst gewöhnt: Das Marburger Kernteam der Studienautoren besteht aus (von links) Dr. Arash Rahimi-Iman, Sina Lippert und Lorenz Maximilian Schneider.

Foto: Philipps-Universität / AG Experimentelle Halbleiterphysik; die Abbildung darf nur im Zusammenhang mit der Berichterstattung über die angezeigte wissenschaftliche Publikation verwendet werden.

Beide übernahmen den Großteil der experimentellen Arbeiten, um zu erforschen, wie sich bekannte Materialien verhalten, wenn sie als so genannte Monolage vorliegen. Darunter versteht man ultradünne Schichten, deren Schichtdicke nur so groß ist wie ein einzelnes Molekül – es liegen also niemals mehrere Moleküle übereinander.

Das Forschungsteam brachte Wolframdiselenid auf eine ganze Reihe von verschiedenen Untergründen oder Substraten auf, um sie anschließend optisch zu untersuchen. „Mit eigens in Marburg hergestellten, zweidimensionalen Materialien bestand ein Pool von Proben, die sehr systematisch verglichen werden konnten“, erläutert Lippert. „Dadurch konnten wir neue Aussagen über den Einfluss des Substratmaterials auf optische Eigenschaften von Wolframdiselenid treffen.“

Die Ergebnisse fassten die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler in ihrer aktuellen Studie zusammen: Unter anderem beeinflusst der Untergrund offenbar stark, wie schnell Quasiteilchen zerfallen – dabei handelt es sich um Paare aus Elektronen und Löchern, also Stellen im Halbleiter, an denen Elektronen fehlen. Beim Zerfall strahlt das Material Licht ab, das zur Messung genutzt werden kann.

Das Team profitierte unter anderem von der finanziellen Unterstützung durch den Marburger Sonderforschungsbereich „Struktur und Dynamik innerer Grenzflächen“ der Deutschen Forschungsgemeinschaft. Die Förderung ermöglichte eine Verbesserung des Messaufbaus, wodurch die mikroskopischen Untersuchungen erleichtert wurden.

„In Zukunft möchten wir die Arbeiten in Richtung gestapelter Schichtsysteme ausweiten“, erklärt Seniorautor Rahimi-Iman. Dabei geht es darum, dreidimensionale Halbleiter aus verschiedenartigen 2D-Materialien nach Belieben zusammenzusetzen, zum Beispiel für Photodetektoren, Solarzellen oder Leuchtdioden.

Dr. Arash Rahimi-Iman ist Mitarbeiter des Wissenschaftlichen Zentrums für Materialwissenschaften sowie der Marburger Arbeitsgruppe Experimentelle Halbleiterphysik von Professor Dr. Martin Koch. Außer Marburger Forscherinnen und Forschern beteiligten sich Arbeitsgruppen von der Columbia Universität sowie vom „Stevens Institute of Technology“ aus den USA an der Publikation. Neben der Deutschen Forschungsgemeinschaft förderten der Forschungsförderfonds der Philipps-Universität sowie der Deutsche Akademische Austauschdienst durch sein „RISE“-Programm die Forschungsarbeiten, die der Veröffentlichung zugrunde liegen.

Originalpublikation: Sina Lippert, Lorenz Maximilian Schneider & al.: Influence of the Substrate Material on the Optical Properties of Tungsten Diselenide Monolayers, 2D materials 2017

Weitere Informationen:
Ansprechpartner: Dr. Arash Rahimi-Iman,
AG Experimentelle Halbleiterphysik
Tel.: 06421 28-21323
E-Mail: a.r-i@physik.uni-marburg.de

Johannes Scholten | idw - Informationsdienst Wissenschaft
Weitere Informationen:
http://www.uni-marburg.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Materialwissenschaften:

nachricht Makro-Mikrowelle macht Leichtbau für Luft- und Raumfahrt effizienter
23.06.2017 | Fraunhofer-Institut für Angewandte Polymerforschung IAP

nachricht Materialwissenschaft: Widerstand wächst auch im Vakuum
22.06.2017 | Friedrich-Schiller-Universität Jena

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Materialwissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Can we see monkeys from space? Emerging technologies to map biodiversity

An international team of scientists has proposed a new multi-disciplinary approach in which an array of new technologies will allow us to map biodiversity and the risks that wildlife is facing at the scale of whole landscapes. The findings are published in Nature Ecology and Evolution. This international research is led by the Kunming Institute of Zoology from China, University of East Anglia, University of Leicester and the Leibniz Institute for Zoo and Wildlife Research.

Using a combination of satellite and ground data, the team proposes that it is now possible to map biodiversity with an accuracy that has not been previously...

Im Focus: Klima-Satellit: Mit robuster Lasertechnik Methan auf der Spur

Hitzewellen in der Arktis, längere Vegetationsperioden in Europa, schwere Überschwemmungen in Westafrika – mit Hilfe des deutsch-französischen Satelliten MERLIN wollen Wissenschaftler ab 2021 die Emissionen des Treibhausgases Methan auf der Erde erforschen. Möglich macht das ein neues robustes Lasersystem des Fraunhofer-Instituts für Lasertechnologie ILT in Aachen, das eine bisher unerreichte Messgenauigkeit erzielt.

Methan entsteht unter anderem bei Fäulnisprozessen. Es ist 25-mal wirksamer als das klimaschädliche Kohlendioxid, kommt in der Erdatmosphäre aber lange nicht...

Im Focus: Climate satellite: Tracking methane with robust laser technology

Heatwaves in the Arctic, longer periods of vegetation in Europe, severe floods in West Africa – starting in 2021, scientists want to explore the emissions of the greenhouse gas methane with the German-French satellite MERLIN. This is made possible by a new robust laser system of the Fraunhofer Institute for Laser Technology ILT in Aachen, which achieves unprecedented measurement accuracy.

Methane is primarily the result of the decomposition of organic matter. The gas has a 25 times greater warming potential than carbon dioxide, but is not as...

Im Focus: How protons move through a fuel cell

Hydrogen is regarded as the energy source of the future: It is produced with solar power and can be used to generate heat and electricity in fuel cells. Empa researchers have now succeeded in decoding the movement of hydrogen ions in crystals – a key step towards more efficient energy conversion in the hydrogen industry of tomorrow.

As charge carriers, electrons and ions play the leading role in electrochemical energy storage devices and converters such as batteries and fuel cells. Proton...

Im Focus: Die Schweiz in Pole-Position in der neuen ESA-Mission

Die Europäische Weltraumagentur ESA gab heute grünes Licht für die industrielle Produktion von PLATO, der grössten europäischen wissenschaftlichen Mission zu Exoplaneten. Partner dieser Mission sind die Universitäten Bern und Genf.

Die Europäische Weltraumagentur ESA lanciert heute PLATO (PLAnetary Transits and Oscillation of stars), die grösste europäische wissenschaftliche Mission zur...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Von Batterieforschung bis Optoelektronik

23.06.2017 | Veranstaltungen

10. HDT-Tagung: Elektrische Antriebstechnologie für Hybrid- und Elektrofahrzeuge

22.06.2017 | Veranstaltungen

„Fit für die Industrie 4.0“ – Tagung von Hochschule Darmstadt und Schader-Stiftung am 27. Juni

22.06.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Radioaktive Elemente in Cassiopeia A liefern Hinweise auf Neutrinos als Ursache der Supernova-Explosion

23.06.2017 | Physik Astronomie

Dünenökosysteme modellieren

23.06.2017 | Ökologie Umwelt- Naturschutz

Makro-Mikrowelle macht Leichtbau für Luft- und Raumfahrt effizienter

23.06.2017 | Materialwissenschaften