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Robert Horny «  Peter Huber »  Jan Jäger
Peter Huber
Strukturbildung vergrabener CdSe-Nanokristalle in SiO2
Betreuer: Dr. Helmut Karl [Experimentalphysik IV]
Datum der mündlichen Prüfung: 07.03.2006
145 Seiten, deutsch
Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der Ionenstrahlsynthese von CdSe-Nanokristallen in einer amorphen SiO2-Festkörpermatrix. Dabei wird durch Hochdosis-Ionenimplantation von Cd und Se zunächst eine übersättigte Festkörperlösung erzeugt, die sich in einem anschließenden thermischen Ausheilschritt entmischt und Nanokristalle bildet. In dem hier betrachteten System treten dabei sehr komplexe nanokristalline Mikrostrukturen in Erscheinung, die den gängingen Theorien zur Entmischung in Festkörpern vollkommen widersprechen. Auf Basis eines neu entwickelten Modells, das die Mechanismen für Diffusion und Ausscheidungsbildung in amorphen Festkörpern berücksichtigt, lassen sich die ungewöhnlichen Strukturen jedoch erklären. Darüber hinaus wird untersucht, inwieweit die Nanokristalle mit Schwefel dotiert werden können. Experimentelle Daten zeigen, dass im System zur Verfügung gestellter Schwefel tatsächlich in die Nanokristalle eingebaut wird. Die Mikrostruktur ändert sich dabei in charakteristischer Weise, wobei die resultierenden Strukturen wiederum mit dem vorgestellten Modell verstanden werden können. Ferner wird Laser Annealing auf Basis eines gepulsten Excimerlasers als alternatives Temperverfahren für den Entmischungsprozess diskutiert. Auf Basis von Computersimulationen kann gezeigt werden, dass unter diesen Rahmenbedingungen inverse Ostwaldreifung sowie selbstlimitiertes Wachstum zu erwarten sind. Die theoretischen Vorhersagen werden mit experimentellen Befunden verglichen.