HEISY-ORG
HEidelberger Integriertes SYstem für ORGanische Elektronik
Hier finden Sie die Methoden, die von unserem Fachgebiet am InnovationLab in Heidelberg betreut werden:
Röntgen-Photoemissionsspektroskopie (XPS)
Röntgenphotoelektronenspektroskopie (XPS) ermöglicht chemische und elektronische Untersuchungen von Oberflächen und Grenzflächen. Die Probenoberfläche wird mit monochromatischen Röntgenstrahlen bestrahlt. Die emittierten Photoelektronen werden energiedispersiv erfasst. Aufgrund ihres kleinen unelastischen mittleren freien Weges in Festkörpern ist XPS eine extrem oberflächenempfindliche Methode. Chemische Informationen von XPS sind die Elementverteilungen und deren Stöchiometrie sowie die Oxidationszustände der Elemente. Am InnovationLab verwenden wir eine „VersaProbe 5000“ von Ulvac-Phi, die mit einer monochromen Aluminium-Röntgenröhre und einem konzentrischen Hemispherical-Analysator ausgestattet ist. Für die In-situ-Analyse wird es an ein integriertes UHV-System angeschlossen, das mit mehreren Verdampfungskammern und einer Glovebox für die Flüssigphasenvorbereitung ausgestattet ist.
UV-Photoemissionsspektroskopie (UPS)
Die UV-Photoemissionsspektroskopie (UPS) ermöglicht die Bestimmung der Eigenschaften elektronischer Oberflächen und Grenzflächen. Hier wird eine Heliumentladungslampe verwendet, um Anregungslicht bereitzustellen. Das Verfahren eignet sich besonders für die Valenzelektronenspektroskopie. Mit UPS können die Position des Fermi-Niveaus sowie die elektrischen Oberflächenpotentiale durch Quantifizierung der Ionisationspotentiale und Austrittsarbeiten bestimmt werden. Im Falle einer schrittweisen Materialabscheidung auf Substraten können typische Mechanismen der Kontaktbildung untersucht werden, z.B. Ladungstransfers und Potentialverteilungen um den Kontakt (Bandbiegung und Grenzflächendipol). Darüber hinaus ermöglicht die UPS die Bestimmung elektronischer Barrierehöhen an Grenzflächen.
Kelvin Probe
Als ergänzende Methode zur UPS kann die Kelvin-Sonde auch die Austrittsarbeit und die elektrischen Oberflächenpotentiale messen. Im Gegensatz zur UPS, die UV-Licht als Anregungsquelle verwendet, arbeitet die Kelvin-Sonde vollständig berührungslos mit einem periodisch oszillierenden Metallgitter. Dies verhindert eine mögliche thermodynamische Ungleichgewichtssituation als Folge der UV-Lichteinstrahlung. Die Austrittsarbeit kann jedoch nicht absolut, sondern nur relativ zu einem Standardmaterial quantifiziert werden.
