Körber, Christoph (2010):
Herstellung und Charakterisierung polykristalliner kathodenzerstäubter Zinnoxid-Dünnschichten – Volumen-, Oberflächen- und Grenzflächeneigenschaften.
TU Darmstadt / Materialwissenschaft, [Online-Edition: urn:nbn:de:tuda-tuprints-20819],
[Ph.D. Thesis]
Abstract
Im Fokus dieser Arbeit stand die komplementäre Untersuchung der Oberflächen- und Volumeneigenschaften polykristalliner kathodenzerstäubter Zinnoxid-Dünnschichten. Die Charakterisierung der Oberflächeneigenschaften der hergestellten Schichten erfolgte in situ mittels Photoelektronenspektroskopie. Durch die Untersuchung kontaminationsfreier Oberflächen konnte eine systematische Variation der Oberflächenpotentiale und -zusammensetzung in Abhängigkeit der Depositionsbedingungen quantitativ bestimmt werden. Die Defektchemie und -kinetik der Zinnoxid-Dünnschichten wurde unter Verwendung sog. Relaxationsmessungen (Leitfähigkeit und thermoelektrische Kraft) untersucht. Zum ersten Mal wurde für Zinnoxid so detailliert das Wechselspiel von Oberflächen- und Volumeneigenschaften beleuchtet. Dabei wurden neue fundamentale Erkenntnisse bezüglich des Sauerstoffeinbaus in Zinnoxid aus der Gasatmosphäre gefunden, der sowohl von der Terminierung der Oberfläche, wahrscheinlich aber auch von der Lage des Ferminiveaus, abhängt. Im Gegensatz zu Zinn-dotiertem Indiumoxid (ITO) und Aluminium-dotiertem Zinkoxid (ZnO:Al) werden in dotiertem SnO2 keine intrinsischen kompensierenden Akzeptor-Defekte („Killer-Defekte“) beobachtet. Durch die Kombination von volumen- und oberflächenempfindlichen Methoden wurde eine Bandverbiegung an oxidierten Oberflächen von Sb-dotiertem SnO2 eindeutig nachgewiesen. Die für SnO2 basierte chemische Gassensoren (Taguchi-Sensoren) bedeutende Grenzfläche SnO2/Pt wurde mittels Photoemission untersucht. Hierdurch konnte zum ersten Mal ein elektronischer Sensibilisierungs-Effekt von Pt auf SnO2 festgestellt werden und ein Verständnis über Redoxreaktionen an vergrabenen Oxid/Metall Grenzflächen gewonnen werden.
| Item Type: | Ph.D. Thesis | ||||
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| Erschienen: | 2010 | ||||
| Creators: | Körber, Christoph | ||||
| Title: | Herstellung und Charakterisierung polykristalliner kathodenzerstäubter Zinnoxid-Dünnschichten – Volumen-, Oberflächen- und Grenzflächeneigenschaften | ||||
| Language: | German | ||||
| Abstract: | Im Fokus dieser Arbeit stand die komplementäre Untersuchung der Oberflächen- und Volumeneigenschaften polykristalliner kathodenzerstäubter Zinnoxid-Dünnschichten. Die Charakterisierung der Oberflächeneigenschaften der hergestellten Schichten erfolgte in situ mittels Photoelektronenspektroskopie. Durch die Untersuchung kontaminationsfreier Oberflächen konnte eine systematische Variation der Oberflächenpotentiale und -zusammensetzung in Abhängigkeit der Depositionsbedingungen quantitativ bestimmt werden. Die Defektchemie und -kinetik der Zinnoxid-Dünnschichten wurde unter Verwendung sog. Relaxationsmessungen (Leitfähigkeit und thermoelektrische Kraft) untersucht. Zum ersten Mal wurde für Zinnoxid so detailliert das Wechselspiel von Oberflächen- und Volumeneigenschaften beleuchtet. Dabei wurden neue fundamentale Erkenntnisse bezüglich des Sauerstoffeinbaus in Zinnoxid aus der Gasatmosphäre gefunden, der sowohl von der Terminierung der Oberfläche, wahrscheinlich aber auch von der Lage des Ferminiveaus, abhängt. Im Gegensatz zu Zinn-dotiertem Indiumoxid (ITO) und Aluminium-dotiertem Zinkoxid (ZnO:Al) werden in dotiertem SnO2 keine intrinsischen kompensierenden Akzeptor-Defekte („Killer-Defekte“) beobachtet. Durch die Kombination von volumen- und oberflächenempfindlichen Methoden wurde eine Bandverbiegung an oxidierten Oberflächen von Sb-dotiertem SnO2 eindeutig nachgewiesen. Die für SnO2 basierte chemische Gassensoren (Taguchi-Sensoren) bedeutende Grenzfläche SnO2/Pt wurde mittels Photoemission untersucht. Hierdurch konnte zum ersten Mal ein elektronischer Sensibilisierungs-Effekt von Pt auf SnO2 festgestellt werden und ein Verständnis über Redoxreaktionen an vergrabenen Oxid/Metall Grenzflächen gewonnen werden. |
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| Divisions: | 11 Department of Materials and Earth Sciences > Material Science > Surface Science 11 Department of Materials and Earth Sciences > Material Science 11 Department of Materials and Earth Sciences |
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| Date Deposited: | 15 Mar 2010 06:44 | ||||
| Official URL: | urn:nbn:de:tuda-tuprints-20819 | ||||
| License: | Creative Commons: Attribution-Noncommercial-No Derivative Works 3.0 | ||||
| Referees: | Klein, Apl. Prof. Andreas and Ensinger, Prof. Dr. Wolfgang | ||||
| Refereed / Verteidigung / mdl. Prüfung: | 29 January 2010 | ||||
| Alternative Abstract: |
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