SoLIAS
Solid Liquid Interface Analysis System

SoLIAS

Das Fachgebiet Oberflächenforschung der TU Darmstadt unterhält and betreibt am Berliner Speicherring für Synchrotronstrahlung (BESSY II) am Standort Berlin-Adlershof eine UHV-Anlage für Experimente zur Photoelektronenspektroskopie (PES) mit Synchrotronstrahlung als Anregung und einem PHOIBOS 150 Analysator von SPECS.

Weitere Informationen zur SOLIAS finden Sie auch auf der Homepage des HZB.

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SoLIAS am U49-2/PGM-1

Schema des SoLIAS

Systembeschreibung

Das SoLIAS genannte UHV-System wurde speziell für die Untersuchung der fest-flüssig-Grenzfläche entwickelt. Ein besonderes Merkmal ist die Integration nasschemischer Präparationsschritte unter hochreiner Schutzgasatmosphäre bei Normaldruck. Mit SoLIAS können nass- und elektrochemische Reinigungs-, Konditionierungs- und Depositionsschritte mit höchster Auflösung und Oberflächenempfindlichkeit untersucht werden. Beispiele sind Ätzen von GaAs mit HCl oder NH3, zyklische Voltametrie, Abscheidung organischer Halbleiter wie Spiro-MeOTAD oder Farbstoffmoleküle aus der Lösung oder Baddeposition von CdS. Zusätzlich bietet SOLIAS die Möglichkeit, leichtflüchtige oder flüssige Stoffe aus der Gasphase im UHV abzuscheiden. Dazu kann die Probe auf dem Manipulator mit LN2 eingekühlt und zwischen der Adsorptionskammer und der Messkammer verfahren werden. Die spezifischen nasschemischen Präparationen sind kombinierbar mit üblichen PVD und CVD Methoden von Metallen, Halbleitern oder organischen Halbleitern. Darüber hinaus bietet SOLIAS auch die Möglichkeit, externe Präparationskammern zu integrieren.

Elektrochemiezelle am SoLIAS

Aufbau der Elektrochemiezelle

Prinzip der Adsorption auf gekühltem Probenhalter

Anbindung an BESSY II

Um ein größtmögliches Anwendungsspektrum zu gewährleisten, ist SoLIAS auf einem verfahrbaren Gestell montiert und kann an unterschiedlichen Strahlrohren im Rahmen von Messzeitanträgen betrieben werden. Bei BESSY II werden die U49-2/PGM 1 und PM-3 Strahlrohre mit Photonenenergien von 90 … 2000 eV und 20 … 1900 eV zur Durchführung von SXPS- bzw. UPS-Experimenten mit variabler Anregungsenergie verwendet. Neben den bisher genannten PES-Experimenten können auch Untersuchungen zur Röntgenabsorption (XAS) sowie LEED durchgeführt werden.

Im Moment wird das System zur Grundlagenforschung an Li-Ionen-Batterien , organischen Solarzellen , Halbleitern für die Wasserspaltung und Absorberschichten für die Photovoltaik eingesetzt.