Interdisziplinäres Zentrum für Materialwissenschaften
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Martin-Luther-University
Interdisziplinäres Zentrum für Materialwissenschaften
Nanotechnikum Weinberg
Heinrich-Damerow-Str. 4,
D-06120 Halle, Germany
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  • [Bachelorarbeit Physik/Medizinphysik]
    Charakterisierung von Superkondensator-Dünnfilmen

    (Privatdoz. Dr. H. S. Leipner, MSc. T. Mälzer - Interdisziplinäres Zentrum für Materialwissenschaften)
    Ziel der Arbeit ist zum Verständnis der elektrischen Leitfähigkeit vom Kompositkondensatoren beizutragen. Neben der Fabrikation und gezielten Veränderung von Kondensatorfolien sind die eingesetzten experimentellen Methoden: die elektrische bzw. dielektrische Charakterisierung, Differenzkaloriemetriemessungen und mikroskopische Untersuchungen mittels Licht- und Elektronenmikroskopie
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  • [Bachelorarbeit Physik/Medizinphysik]
    Untersuchungen zur schädigenden Wirkung von Licht an anorganischen Pigmenten (in Bindemittelmatrizen)

    (Privatdoz. Dr. H. S. Leipner, MSc. C. Feneis - Interdisziplinäres Zentrum für Materialwissenschaften)
    Die farblichen Veränderungen von Pigmenten ist von großer Bedeutung in der Architektur, der Medizin und der Denkmalpflege/Archäologie. In den Experimenten geht es um grundlegende physikalische Prozesse der Lichtalterung, die mit optischer Spektroskopie in Kombination mit einer strukturellen Charakterisierung untersucht werden sollen.
    <weitere Information>
  • [Orientierungspraktikum Physik-Master - IZM]
    E4-1: Spin-coating und Schichtcharakterisierung mittels spektraler Ellipsometrie

    (Dr. B. Fuhrmann, F. Syrowatka, Privatdoz. Dr. H. S. Leipner)
    Ziel dieses Praktikumsversuches ist es eine (oder mehrere) Polymerschichten mittels Spin-coating auf Substrate aufzubringen und die erhaltenen Schichten anschließend mittels spektraler Ellipsometrie hinsichtlich der erzeugten Schichtdicke und deren Homogenität zu charakterisieren.
    Dazu werden in einem ersten Schritt einige 10-100 nm dicke Polymerschichten mittels Spin-coating auf einem Substrat abgeschieden wobei Parameter wie Substratgröße, Rotationsgeschwindigkeit des Spin-coaters und Konzentration der Polymerlösung variiert werden.
    Anschließend werden diese Schichten jeweils mittels spektraler Ellipsometrie vermessen und die Schichtdicke über eine Modellsimulation aus den Messdaten bestimmt. Zur Verfügung steht ein Ellipsometer M-2000 der neuesten Generation (J.A. Woollam Co.). Zusätzlich ist ggf. eine Verifikation der Schichtdicke ausgewählter Proben mittels Rasterelektronenmikroskopie oder Raster-kraftmikroskopie möglich.
    Die erhaltenen Schichtdicken werden in Abhängigkeit von der Parameterwahl bei der Herstellung statistisch ausgewertet.
  • [Orientierungspraktikum Physik-Master - IZM]
    E4-2: Bestimmung von Struktur und Zusammensetzung von Nanostrukturen mittels Elektronenenergieverlustspektroskopie am analytischen Transmissionselektronenmikroskop

    (Dr. F. Heyroth, F. Syrowatka, Privatdoz. Dr. H. S. Leipner)
    Mittels Elektronenenergieverlustspektroskopie (EELS) können nicht nur Daten über die chemische Zusammensetzung von Materialien gewonnen werden, sondern auch präzise Informationen über die Elektronenstruktur und die atomaren Bindungsverhältnisse abgeleitet werden. Die hohe Ortsauflösung von wenigen Nanometern im Rasterelektronenmikroskop HB501UX erlaubt das Studium von Schichtsystemen bzw. Grenzflächenbereichen. Zur Verfügung steht ein Spektrometer der neuesten Generation (Gatan Enfina), das kantennahe Feinstrukturen von atomaren Ionisationskanten mit sehr hoher Auflösung liefern kann, aus denen die strukturellen Informationen abgeleitet werden. Das Praktikum stellt einen Einstieg in die EELS-Technik im Transmissionselektronenmikroskop dar. Weiterhin wird die elektronenmikroskopische Probenpräparation behandelt.
    Das Praktikum kann als Ausgangspunkt für weiterführende Untersuchungen im Rahmen einer Diplomarbeit, z. B. an verschiedenen aktuell bearbeiteten Schichtsystemen oder Nanostrukturen dienen.
  • [Orientierungspraktikum Physik-Master - IZM]
    E4-5: Herstellung und Charakterisierung dünner Metallschichten mittels Rasterelektronenmikroskopie

    (Dr. F. Heyroth, Dr. B. Fuhrmann, Privatdoz. Dr. H. S. Leipner)
    Bei diesem Versuch werden in einem ersten Schritt einige 10nm dicke Metallschichten mittels thermischer Bedampfung auf einem Substrat abgeschieden wobei Schichten unterschiedlicher Dicke hergestellt werden.
    Danach wird die Dicke der Schichten im Rasterelektronenmikroskop auf unterschiedlichen Wegen bestimmt:
    - durch Vermessen der Querschnittbildes
    - durch Vermessen des Intensitätsverhältnisses von Substrat- und Schichtmaterial im EDX-Spektrum bei verschiedenen Beschleunigungsspannungen im Rasterelektronenmikroskop und Bestimmung der Schichtdicke über Monte-Carlo Simulation dieses Intensitätsverhältnisses.
    Zusätzlich ist ggf. eine Verifikation der Schichtdicke ausgewählter Proben mittels Röntgen-reflektometrie oder Rasterkraftmikroskopie möglich.
  • [Orientierungspraktikum Physik-Master - IZM]
    E4-6: Nanostrukturierung / Lithographie

    (Dr. B. Fuhrmann, F. Syrowatka, Privatdoz. Dr. H. S. Leipner)
    In diesem Praktikum werden anhand der Herstellung von Silizium-Nanodrähten Grundlagen der Nanostrukturierung vermittelt. Ein Teil der Arbeiten wird im Reinraum des Nanotechnikums Weinbergs durchgeführt, so dass der Praktikant Erfahrungen im Arbeiten in Reinräumen sammeln kann.
    Die Herstellung der Nanodrähte erfolgt mittels Nanospherelithographie nach folgenden Prozessschritten:
    1. Abscheidung einer hexagonal dicht gepackten Monolage monodisperser Polystyrol (PS-)partikel auf dem Siliziumsubstrat,
    2. Abdünnen der PS-Partikel mittels Trockenätzen im Sauerstoffplasma
    3. Abscheidung einer Silberschicht durch thermische Bedampfung im Hochvakuum
    4. Entfernen der Partikelmaske (lift off)
    5. katalytisches Nassätzen der Si-Nanodrähte in HF/H2O2
    Eine prozeßbegleitende Analytik nach dem jeweiligen Prozessschritt erfolgt mittels Rasterelektronenmikroskopie bzw. Rasterkraftmikroskopie.


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