News

Die folgenden Zeilen dokumentieren den Ablauf meiner Diplomarbeit und hinterlegen tiefergehende Informationen. Fast alle kleinen Vorschaubilder können zum Vergrößern angeklickt werden.

16/04/2008
Dokumente online
Nicht nur bei professioneller Arbeit spielt Dokumentation eine wichtige Rolle. Wenn irgend ein Fertigungsauftrag an die Werkstatt geht, möchten diese gern genaue Angaben erhalten. Um kompatibel zu den bisherigen Systemen zu bleiben, sollten jene genau definiert sein und die Definition verfügbar. Nach über einem Jahr Diplomarbeit habe ich zahlreiche Dokumente gesammelt. Damit man diese Suche nicht erneut starten muss (AutoCAD-Zeichnungen von 1994 - also 14 Jahre alt), habe ich eine Anzahl dieser Dokumente online verfügbar gemacht. Der Unterpunkt lautet einfach: Dokumente.

Interessant ist hierbei die Software Autodesk Inventor 10 Professional. Eigentlich besitzt die Version 6 bereits einen ausreichenden Funktionsumfang für die Anforderungen im universitären Umfeld. Aber nach dem Windows XP Hotfix KB918118 Installation lassen sich in IDW-Dateien keine Texte mehr ändern - sie verschwinden einfach. Seit März 2008 gibt es dafür einen Patch ab Inventor 9, obwohl das Problem schon mindestens ein halbes Jahr alt ist. Und man benötigt Servicepack 1, 2 und 3a (ohne Hinweis darauf, man findet nur die ServicePacks für Mechanical Desktop). In der Universität lief daher Inventor 2008 - ohne diese Probleme.

31/03/2008
Ende des Studiums
Heute ist mein letzter Arbeitstag an der Universität. Der Glasbläser hat die Kapillare noch nicht fertig, aber er meldet sich demnächst bei mir. Zudem sind die Kosten für mein Studium gemäß der Studie des HIS auf nunmehr 130.002 € angestiegen. Denn nun besitze ich ein Diplom, gelte also als Absolvent.

20/03/2008
Verteidigung der Diplomarbeit
Den Abschluss des Diploms bildet ein Verteidigungsvortrag von 30 Minuten. Hier werden die Ergebnisse meiner Diplomarbeit zusammengefasst und entsprechend optisch aufbereitet. Hier geht es zur downloadbaren Version.

29/02/2008
Frühjahrstagung der DPG in Berlin
Die alljährliche Frühjahrstagung der DPG fand 2008 in Berlin statt. Auf diese Weise entfielen die Anfahrts- und Unterkunftskosten. So wurde auch keine Tagungsgebühr erhoben. In den Gebäuden der TU Berlin wurden über 2000 Vorträge gehalten und 1600 Poster gezeigt. Ein hervorragender Anlass, um weitere Forschungskontakte zu knüpfen.

20/02/2008
Wie wird CdHgTe hergestellt?
Peter Norton hat 2002 ein umfangreiches Paper erstellt, das auf die Eigenschaften des von mir verwendeten Materials eingeht. Darin taucht auch eine Übersicht der verschiedenen Verfahren auf, mit denen es hergestellt wurde und wird. Meine Kristalle wurden in einer Moskauer Fabrik im 'bulk growth' hergestellt, alles weitere ist geheim.

15/02/2008
Hall-Messungen an CdHgTe mit x=0.07 und x=0.4
Die ARPES-Messungen offenbarten eine sehr geringe Zustandsdichte in der Nähe der Fermienergie. Daher wollte ich die Ladungsträgerkonzentration mit dem HALL-Effekt überprüfen. Im Suszeptibilitäslabor unserer Arbeitsgruppe können wir ohne Probleme solche Messungen bis zur Temperatur von flüssigem Helium durchführen.

Die Messungen werden mit Wechselspannung durchgeführt. Die Kontakte des 20 µm Golddrahtes wurden mit leitfähigem Silberkleber befestigt. Leider entstand so kein ohmscher Kontakt, sondern ein Schottky-Kontakt, der aufgrund seiner nichtlinearen Kennlinie jegliche Messung unmöglich macht. Die Sinus-Signalform wurde je nach Messung zwar zum Teil nachgebildet, jedoch kamen offensichtlich auch kapazitive Eigenschaften an den Kontakten zur Verfälschung der Ergebnisse hinzu. Nun versuchen wir mit der Bonding-Maschine von Prof. Masselink bessere Kontakte herzustellen.

07/02/2008
Vorläufiger Artikel zu Moskauer Ergebnissen
Angeregt durch Prof. Sredin habe ich mich daran gesetzt, die Ergebnisse meiner Untersuchungen in Artikelform zu verfassen. Vielleicht kann man ja mal einen wirklichen Artikel daraus machen und ihn veröffentlichen. Wir haben uns vornehmlich auf die effektive Masse der Löcher konzentriert. Ein wenig Einleitung und andere Methoden habe ich auch gleich noch mit hineingeschrieben, aber in einem richtigen Artikel hätte das natürlich nix zu suchen ... (ist eben nur prelimary)

In pdf-Form kann dieser Entwurf hier heruntergeladen werden.

30/01/2008
Ergebnisse der SQUID-Messungen an allen sechs Proben
Ende Januar war mir ein weiterer Moskau-Aufenthalt möglich. In der Zwischenzeit waren alle sechs Proben mittels SQUID (Superconducting QUantum Interference Device - Supraleitende Quanteninterferenzeinheit) auf ihre magnetischen Eigenschaften untersucht worden.

Die ortsaufgelösten Ergebnisse konnten allerdings keine Erklärung für die EPR-Messungen vom 4. 12. 2007 liefern. Neben einer unbekannten Erklärung kann demnach ein Messfehler nicht ausgeschlossen werden.

24/01/2008
Diplomarbeit fertiggestellt
Nach intensivem Korrekturlesen und Überarbeiten ist die Diplomarbeit endlich fertig. Die letzten Zeilen wurden morgens um 3:00 Uhr geschrieben. Noch am gleichen Tag wurden die 3 Versionen gedruckt, gebunden und abgegeben. So konnte ich ebenfalls an diesem Tag zu einem weiteren Forschungsaufenthalt nach Moskau fliegen. Eine spezielle pdf-Variante der Diplomarbeit mit blau dargestellten und verlinkten Referenzen findet sich unter diesem Link.

22/12/2007
Kosten für ein Physikstudium
Die Kosten für ein Studium in den Jahren 2003/04 an einer norddeutschen Hochschule wurde vom Hochschul Informations System GmbH untersucht. Die Ergebnisse nach Fächern und Universitäten sind auf 204 Seiten in folgenden Broschüre bekanntgegeben: Dölle, F.; Deuse, C.; Jenkner, P.; Schacher, M.; Winkelmann, G.: Ausstattungs-, Kosten- und Leistungsvergleich Universitäten 2003/2004, Kennzahlenergebnisse für die Länder Berlin, Bremen, Hamburg, Mecklenburg-Vorpommern, Niedersachsen, Sachsen-Anhalt und Schleswig-Holstein sowie für die Universität Potsdam (ISSN 1863-5563) link.

Interessant hierbei: Seite 117 für Physik. Demnach kostet ein Studienplatz in der Regelstudienzeit an der Humboldt-Universität 24.621 €. Da nicht alle Plätze besetzt sind, betragen die Kosten pro Student 32.594 €. Wenn ich dann irgendwann einmal tatsächlich fertig werde, wären rechnerisch 130.002 Euro für mich aufgewendet worden. Schade, dass ich davon nicht ein paar Prozente auf mein Konto überweisen kann.

17/12/2007
Bericht über Moskauaufenthalt
Gleich am ersten Tag meines Aufenthaltes in Moskau drängte mich Dr. Nikiforov, eine Liste mit den geplanten Zielen zu erstellen. Diese wurde Prof. Vasiliev zur Unterschrift vorgelegt. Nun, zu den Züchtungsmethoden von CdHgTe habe ich leider nichts erfahren (angeblich alles 'top secret' - die verfügbaren englischen paper sprechen dagegen). Auch ein Aufenthaltsbericht wurde vereinbart. Damit den auch jemand versteht, habe ich ihn auf englisch verfasst. Doch wollte ihn dann doch niemand sehen. Hier ist der letzte Entwurf.

10/12/2007
Russischer Vortrag über ARPES
Nach nunmehr drei Monaten habe ich mein Russisch ausreichend aufgefrischt, um in der Tieftemperaturgruppe von Prof. Vasiliev die Methode ARPES auf Russisch in einer Präsentation vorzustellen. Hier geht es zur downloadbaren Version.

04/12/2007
EPR Messung an allen sechs Proben
Dr. Nikiforov wollte gern meine sechs Proben von HgCdTe per EPR untersuchen. Im Fortgeschrittenenpraktikum hatte ich ja bereits den EPR Versuch durchgeführt. Nach einem Blick in das alte Protokoll war ich von der Idee nicht sonderlich begeistert, denn was sollte bei der Messung schon herauskommen? Ein normaler g-Faktor von 2, vielleicht etwas verschoben. Aber sonst?

Umso überraschter war ich von den Ergebnissen. Mitnichten findet sich nur ein Übergang bei g=2 sondern auch bei 2.4 und 5.8! Die Messung hatte also durchaus Berechtigung. Dann suchen wir mal eine Erklärung ...

In älteren Artikeln wird die EPR Methode zur Überprüfung der Kristallqualität herangezogen. Denn mittels EPR kann man leicht magnetische Verunreinigungen ausmachen. Das wäre eine Erklärung für die starken Signale von Probe (4) und (5) {jeweils x=0.2}. Eine andere Theorie besagt, dass es aufgrund des narrow gap zu Delokalisierungen und halb gefüllten d-Schalen (Hybridisierung der Orbitale) mit eben jenen magnetischen Eigenschaften kommt. Es ist auf jeden Fall eine weitere Untersuchung wert. Die EDX Untersuchung hatte uns ja bereits eine saubere Komposition der Kristalle bescheinigt.

30/11/2007
Alle Spektren an HgCdTe in 'normal emission'
Hier bedeutet 'normal emission' natürlich nichts anderes als eben K senkrecht (wie schon am 1.10.2007). Es werden also die Spektren der Elektronen senkrecht zur Oberfläche aufgenommen, die Photonenenergie durchgefahren und die (hoffentlich) erhaltene Dispersion untersucht. Nichtdispersive Strukturen weisen auf Zustände der Oberflächenbrillouinzone hin (siehe viertes Spektrum, Peak bei 2 eV zwischen 60 und 95 eV Photonenergie). Bei tieferen Energien liegen die Corelevel, auch diese dispergieren nicht.

In jedem Fall habe ich vier dieser Spektren aufgenommen. Zum Vergleich habe ich gleich noch ein Spektrum von N. Orlowski eingefügt, es entspricht einem HgCdTe mit x=0 (also reines HgTe). Dann folgt ein Spektrum mit x=0.07, eines mit x=0.16 sowie mit x=0.17. Zu guter Letzt habe ich Anfang Februar auch eine Probe mit x=0.4 vermessen. Allerdings wurde die Spaltung seinerzeit noch ungekühlt durchgeführt, entsprechend schlecht war die Oberflächenqualität. Statt einer ebenen Oberfläche waren alle möglichen Richtungen vorhanden. Ich habe also eine Summe aus einem großen Winkelbereich aufgenommen (DoS). Einzig eine Intensitätsmodulation (Übergangsmatrixelementeffekt - tolles Wort!) ist zu beobachten. Das Feature bei 43 eV stammt von der zweiten Ordnung des Monochromators und der Anregung der Te4d Core level bei 42 und 44 eV Bindungsenergie.

Der nächste Schritt ist ein Fit jedes einzelnen Spektrums in diesen Waterfall Spektren. Dann erfolgt eine Anpassung der gefitteten Punkte an mögliche Endzustände in einem so genannten Strukturplot. Schließlich gilt ja nicht nur die Energieerhaltung, sondern auch die Impulserhaltung. Für eine 'prelimary' Näherung habe ich einfach einen G1 = [3,3,0] angenommen, dieser Vektor wird ohnehin auf die meisten Punkte zutreffen. Im quadratischen Fit zur Bestimmung der Masse der Löcher ergaben sich effektive Massen kleiner eins.

23/11/2007
Was kommt nach 46 eV?
Prof. V. G. Sredin beschäftigt sich schon seit 30 Jahren mit CdHgTe. So kann ich also noch viel von ihm lernen. Einzig auf mein Übersichtsspektrum vom 3.2.2007 fragt er: 'Und dalsche? Was kommt danach?' Na nix, antworte ich. Die nächsten Corelevel betragen einige hundert eV. Dann kann ich das doch zeigen, oder? Na gut, hier das Spektrum bis 120 eV:

20/11/2007
Laborbuch digitalisiert
Bisher habe ich 307 ARPES Spektren aufgenommen: 4 von Indium, 27 von Gold (8 He-I und 19 Synchrotron) sowie von meinem untersuchten CdHgTe je 52 Spektren mit der He-I Lampe HIS 13 und 224 Spektren mit dem Synchrotron (BESSY BUS). Leider werden nicht alle wichtigen Messparameter in der Messdatei gespeichert. Es fehlt zum Beispiel der Strahlstrom, Anregungsenergie oder Temperatur. Doch dafür hat man ja das Laborbuch.

Das Laborbuch hat allerdings ein paar Nachteile. Zum einen lehnt es fast alle Suchbefehle der Art try{select(value.byTemp)} mit einem catch{FarToComplicatedIOException()} ab. Auch der SORT() Algorithmus funktioniert nicht. Und dann ist es nur lokal verfügbar - eben genau da, wo man es hingelegt hat. Oder man muss es mitnehmen. Einfacher wäre natürlich eine hyperrefvariante: arpes.ods, edx.ods.

12/11/2007
AFM an Probe 3 ( X=0.2 )
Nun haben wir auch andere Proben mittels AFM untersucht. Hier einmal exemplarisch Probe 3:

In der dreidimensionalen Ansicht wird die Oberfläche noch deutlicher. Diesmal haben wir die z-Achse zwanzigfach überhöht. Somit sind jetzt auch Features von ca. 10 nm sichtbar.

08/11/2007
EDX und SEM an 10 Proben, die mit ARPES untersucht wurden
Im Juni und Juli habe ich einige Proben mittels LEED und ARPES untersucht. Im August hatte ich 2 Wochen Messzeit am BESSY. Um die Komposition (speziell X in CdHgTe) zu prüfen, habe ich die Proben nochmals zur EDX-Untersuchung gegeben. Mit der gleichen Maschine kann man aber auch SEM betreiben. So kann ich die geglückten Spaltungen noch besser sehen als unter dem Lichtmikroskop.

Die Oberflächenqualität der Spaltungen bleibt also weiterhin ein Thema der weiteren Untersuchung und Verbesserung. Immerhin ist sichtbar, dass die gekühlten Spaltungen deutliche Verbesserungen bringen. Einige Bereiche der 500x900 µm Oberfläche jedenfalls erfüllen die Anforderungen für eine ARPES-Untersuchung.

05/11/2007
3D-Oberfläche in AFM
Zur Untersuchung in meiner Diplomarbeit habe ich aus Moskau Kristalle erhalten, die aus einem Zylinder ausgeschnitten wurden. Diese Scheiben wurden in ihrer Oberfläche mechanisch und chemisch poliert. Eine spätere Laue-Untersuchung zeigte, dass es sich um (111)-Oberflächen handelt. Senkrecht dazu finden sich also (um jeweils 60 Grad versetzt) die natürlichen [110]-Spaltflächen von ZnS-Kristallen. Mittels AFM haben wir die Oberflächen untersucht.

Hier sind 'nach hinten' verlaufende parallele Strukturen erkennbar. In der gewählten Farbvariante sieht es links aus wie ein Wasserfall. Wahrscheinlich handelt es sich um verbliebene Riefen der mechanischen Politur. Der Höhenunterschied beträgt ca. 400 nm, während die kleineren Features eine strukturelle Höhe von 100 nm aufweisen. Die Höhenstruktur ist der besseren Sichtbarkeit halber sechsfach überhöht dargestellt. In Wirklichkeit sieht die Oberfläche weitaus ebener aus.

01/11/2007
Orientierung der Kristalle - Überprüfung mittels Laue Reflexion Aufnahmen
Eine Orientierung der mir zur Verfügung gestellten Kristalle hatte bereits in Moskauer Instituten stattgefunden. So war auf den Verpackungen der Kristalle (111) bzw. (110) aufgeschrieben. Allerdings fehlte eine Angabe, auf welche der 6 Seiten sich diese Angabe bezieht. So haben wir dies noch einmal überprüft.

22/10/2007
Kristallqualität - Debye-Scherrer Ringe in Laue Transmission Aufnahme
Die Ausrüstung für Laueaufnahmen in Moskau ist hervorragend. Frau (hier fehlt der Name) kümmert sich ausschließlich um Röntgenaufnahmen, so auch Laue. Mittels eines Goniometers kann sie die Proben auf zwei zehntel Millimeter genau in den Röntgenstrahl positionieren. Ein optisches Mikroskop ist ebenfalls angebracht, um die Oberflächen in jeder Richtung auf ein Grad genau ausrichten zu können. Hernach kann die Verkippung des Kristalls zur Realstruktur auf ein Grad genau angegeben werden.

Es folgt noch die Auswertung der Laue-Reflektionsaufnahmen. Die Zinkblendestruktur der (110)-Spaltflächen sind gut zu sehen. Obige Aufnahme zeigt allerdings, dass die Kristallstruktur nicht rein ist. Anscheinend sind polykristalline Anteile vorhanden.

08/10/2007
Dispersion in Abhängigkeit von Theta
Eine schwache Dispersion ist auch bei Änderung des Winkels Theta zu beobachten. Doch auch hier mussten die Intensitäten angepasst werden. Bild 1 enthält die Originaldaten, Bild 2 die angepassten Intensitäten. Für Bild 3 wurden diese dann geglättet. Bild 4 enhält das Ergebnis eines anderen Algorithmus zur Intensitätsnormierung.

01/10/2007
Dispersion in K-Senkrecht an CdHgTe
Die Auswertung der Messdaten schreitet voran. Leider kam es in der Messzeit zu einigen Ausfällen, so dass die Intensitäten der gemessenen Spektren sehr schwach ausgefallen ist. In den Randbereichen der Energie beträgt sie auch nach 40 Scans oder Sweeps nur etwas mehr als 150. Die Messdaten mussten daher noch von Hand angepasst werden. Zu sehen ist eine Probe CdHgTe mit X=0,2 Cadmiumanteil.

Das erste Bild enthält die reinen Messdaten. Auf dem zweiten Bild sind die angepassten Intensitäten zu sehen. Hierbei gehen Anzahl der Sweeps, Strahlstrom des Speicherringes, Intensität des Monochromators bei der entsprechenden Anregungsenergie sowie die Passenergie des Energieanalysators ein. Leider war die erste Elektronenlinse des Analysators ausgefallen, deshalb mussten die Intensitäten nochmals per Hand korrigiert werden - Bild 3. Die Daten wurden noch zweimal geglättet, um die gut sichtbare Dispersion in Bild 4 zu erhalten.

28/09/2007
AFM-Messungen an HgCdTe
In der Sammlung von Dr. Nikiforov finden sich noch weitere Proben von HgCdTe. Heute haben wir diese erstmals mithilfe eines AFM untersucht. Die Komposition ist x=0.1, d.h. wir sehen ein Semimetall. Zunächst ein Ausschnitt von 11x11 µm. Die Bilder der Oberfläche sehen einfach fantastisch aus. Bilder von links nach rechts: Höhe (height), vertical deflection und horizontal deflection.

Nun zoomen wir etwas hinein. Diesmal ist der Ausschnitt 5,5x5,5 µm groß. Von links nach rechts: Höhe, Fehlersignal (error) und lateral deflection. Die Oberfläche wurde mechanisch poliert und hernach nochmals chemisch bearbeitet. Vorhandene Features besitzen eine Höhe von 250 nm.

Zu guter Letzt nun noch ein Ausschnitt aus 1x1 µm. Von links nach rechts: gemessene Höhe, vertical deflection und lateral deflection.

19/09/2007
Labor für Tieftemperaturphysik
Hier wurden 20 mK erreicht. Bilder:

10/09/2007
Ankunft in Moskau
Vom DAAD wurde mir im Rahmen des Programmes 'Go East' ein dreimonatiger Studienaufenthalt in Moskau finanziert. Ich reise also nach Moskau, um meine Messdaten weiter auswerten. Außerdem hat Dr. Nikiforov eine große Kollektion an CdHgTe-Kristallen, so dass ich meine Untersuchungen fortsetzen kann. Vielleicht kann ich auch einige Züchtungsmethoden kennenlernen. Links findet sich ein Bild des Hauptgebäudes der Moskauer Lomonosow-Universität. Rechts dann das Gebäude des Institutes für Tieftemperaturphysik.

Das Hauptgebäude wurde interessanterweise 1953 fertiggestellt - dem Todesjahr von Stalin. Immerhin war dieser Bau mit 240 Metern das höchste Wohngebäude Europas bis zum Jahre 1990. Im September 2007 hat sich Moskau den Titel wiedergeholt mit dem Bau des 'Federalnaja' im neuen Wirtschaftszentrum 'Meschdunarodnaja'. Erreichte Höhe 285 Meter.

30/08/2007
Neues Filament für LEED-Apparatur
Bei einer Messung war das alte LaF Filament durchgebrannt, jetzt musste das neue Wolframfilament eingebaut werden. Eine schöne Gelegenheit, den Aufbau einer LEED Apparatur noch einmal durchzugehen. Allerdings stellte sich der Wechsel als sehr fummelig heraus.

Auch dieses Filament musste aktiviert werden. Zunächst zeigte sich keinerlei Emissionsstrom. Doch hat dieses Filament eine andere Charakteristik. Zum Aktivieren muss der Strom 2,3 Ampere betragen. Wir haben langsam auf 2,4 A erhöht, nach einiger Zeit hatte sich der Heizstrom dann wieder auf 2,3 gesenkt. Die Emission blieb konstant bei 160 µA bei 500 eV Beschleunigungsspannung.

29/08/2007
Rücktransport ins Institut
Mit der Zeit sammelt man Erfahrung und kann Routineaufgaben schneller erledigen. So habe ich mich mit den zwei Arbeitern der Umzugsfirma uns 8:20 Uhr bei BESSY getroffen. Um die Messhalle nicht zu verschmutzen, mussten wir den 7,5t LKW aus der Halle schieben. Die AR65 selbst wiegt 750 kg. Doch schon um 9:40 Uhr hatten wir drei alle Kisten, Kabel, Computer, Pumpen etc. im Institut verstaut und die Arbeit beendet.

26/08/2007
Intensität der Beamline
Während der gesamten Messzeit hatte ich mich über die Intensität der Beamline gewundert. Passenderweise konnte das Goldnetz nicht benutzt werden. Man kann zwar auch eine Diode in den Strahlgang fahren, aber der Beamlinebetreuer sagte mir, diese wäre defekt. War sie aber nicht. So konnte ich doch noch die Intensität bestimmen. Leider kann man die Diode nicht im Strahlengang belassen (so wie das Goldnetz), da sie alle Photonen absorbiert.

An diesem letzten Tag war es mir auch egal, ob sich das Leck der Wasserkühlung am Gitter völlig öffnet. So habe ich auch das Gitter gewechelt, um mit dem 1100 Linien Gitter zu messen. Aus obigen Spektren wird klar, warum wir das Gitter nicht wechseln sollten. Die Skalenangabe ist kein Fehler - es sind wirklich NanoAmpere. Der Photonenfluss beträgt also nur ein Tausendstel gegenüber dem 500er Gitter.

20/08/2007
Ein neuer Goldofen
Zum Bestimmen der relativen Bindungsenergien aus den gemessenen Spektren einer ARPES-Apparatur muss die Fermienergie genau bestimmt werden. Meist wird hierzu die Probe nach der Messung nochmals mit Gold bedampft (polykristallin) und die Fermikante von Gold genau vermessen (< 3 meV). Der Goldofen meiner Anlage war irgendwo anders verbaut, also habe ich einen neuen konstruiert.

Zu den Fermikanten hatte ich ja bereits am 7.3.2007 etwas bemerkt, dort findet sich auch das Bild eines alten Ofens. Mit einer Leistung von 450 Watt haben wir tatsächlich Gold zum Schmelzen gebracht - allerdings auch die umgebende Edelstahlkammer gut erwärmt. Mein neuer Goldofen besteht aus 200 µm Wolframdraht, an den Golddraht gehängt wird. Bei einer Leistung von 6 Watt (Fahrraddynamo) beginnt das Gold bereits zu schmelzen, bei 8 Watt (3,8V;2,2A) ist alles Gold flüssig. Mit 20 Watt Heizleistung (6,6V; 3A) kann man innerhalb einer Minute ausreichend Monolagen auf die Probe aufdampfen. Wie in dem Bild ersichtlich ist, wird auch das Kontrollfenster von innen vergoldet. Die 'Goldvorratstropfen' hingegen halten einige Monate.

13/08/2007 bis 26/08/2007
Messzeit an BESSY
Zwei Wochen Messzeit. Vorbereitungen für Probenhalter etc. Doch am 9. August geht der Dichtungssatz im Kompressionsmodul der Kryopumpe kaputt. Damit sind Messungen mit der neuen Scienta 2002 Anlage nicht möglich. Am 13. August daher die AR65 umgesetzt. Erste Messungen erst am 16. August möglich. Doch dann: am 18. Wasserschaden, am 19. Winkelverstellung festgefahren. Am 22. geöffnet, Winkel von Hand verstellt, erneut ausgeheizt. 23. Ausheizen abgestellt, am 24. ab 15:00 Uhr messen. Weiterhin: Spannungsversorgung der ersten Zoomlinse ausgefallen - extrem geringe Intensität. Gitter defekt, Wechsel nicht empfehlenswert, ebenso ein Fahren der Energie. Dennoch gewechselt - Gitter 2 hat nur 1/1000 der notwendigen Intensität (gemessen mit Diode), denn Goldnetz auch defekt. Diode wurde als defekt gemeldet, doch das war sie nicht. Ich habe trotz alle dem etwas gemessen!

30/07/2007 bis 05/08/2007
VUV-Konferenz im Schauspielhaus Berlin
Alle drei Jahre findet die internationale Konferenz VUV statt. Sie hat sich mitlerweile mit der XV Konferenz vereinigt. In diesem Jahr fand die Konferenz in Berlin statt und wurde von BESSY organisiert. Als Gegenleistung für Mitarbeit bei der Konferenz durfte ich kostenlos Teilnehmer sein.

Konferenzen tragen ja dazu bei, den eigenen Horizont zu erweitern und viele weitere Wissenschaftler kennenzulernen. Außerdem erhält man einen kleinen Überblick davon, womit sich weltweit beschäftigt wird und welche Methoden zur Anwendung kommen. Natürlich nutzen auch Industrieaussteller die Gelegenheit, lukrative Kontakte zu knüpfen. Meinerseits habe ich mich etwas näher mit NEXAFS und PhotonIn - PhotonOut Messmethoden beschäftigt.

18/07/2007
Sampleheater für MBE (ZrS und ZrSe) Schichtkristalle
In unserer Arbeitsgruppe waren bereits zwei Probenheizungen vorhanden. Bei der ersten handelt es sich um eine selbstgebaute Eletronenstrahlheizung. Die notwendige Hochspannung lieferte ein umgebautes Netzgerät für eine Ionengetterpumpe. Doch konstruktrionsbedingt wurde die Isolationskeramik regelmäßig mit einem dünnen Metallfilm bedampft, so dass es zu einem Kurzschluss kam und die Hochspannung zusammenbrach.

Eine weitere zur Verfügung stehende Probenheizung war eine ganz normale Widerstandsheizung. Bei der Eichung auf erreichbare Temperaturen brannte diese allerdings bei einem Strom von 10 Ampere durch - die erreichte Temperatur war 400 °C.

Zeichnung Schublade Zeichnung2

In Konsequenz haben wir eine neue Boralectric Heizplatte mit 220 Watt gekauft. Nun musste allerdings eine Halterung konstruiert werden, um unsere Probenschublade und die Probenheizung mit dem Manipulator zu verbinden. Ich hatte mich schon etwas in AutoDesk Inventor eingearbeitet, also übernahm ich diese Aufgabe. Ende August erreichten wir bereits 290 °C bei einer Heizleistung von 40 Watt sowie 410 °C mit 80 Watt. Hernach haben wir noch die elektrischen Verbindungen hinsichtlich Wärmeabtransport und mechanischer Widerstandsfähigkeit optimiert.

06/07/2007
Schwebeversuche mit Supraleitern
Nun arbeite ich schon so lange in einer Arbeitsgruppe für Supraleiter, und habe doch noch nie gesehen, wie er über einem Magneten schwebt. Dabei hat ein Praktikant diese einfach selbst hergestellt, gesintert, getempert, mit Sauerstoff versetzt und zu Tabletten gepresst.
Nun musste ich den Versuch nachholen. Um zu beweisen, dass es sich um einen HTSC (Hoch Temperatur Supra Leiter) handelt. Denn gekühlt wurde nur mit Stickstoff (77 K).

Dabei schwebt der Supraleiter nicht nur über dem Magneten. Wenn man den Magneten umdreht, dann bleibt der Supraleiter in gleichem relativen Abstand. Er schwebt dann also auch unterhalb des Magneten - keine abstoßende, sondern eine anziehende Kraft! Erklärung: Siehe nächste Vorlesung zu Supraleitern.

03/07/2007
Was geht noch alles kaputt?
Man mag es nicht glauben: Das Institut stellt keinerlei Geld für Reparaturen bereit. Das Gerät einfach neu zu kaufen kann aber durchaus bezahlt werden. Nach fast einem Jahr ist es verwunderlich, wie viele technische Geräte in der Zwischenzeit ihren Geist aufgegeben haben oder repariert werden mussten. Ich hab' mal gleich eine kleine Liste erstellt: Hierbei sind die in eckigen Klammern angegebenen Geräte nicht an meiner AR65 kaputt gegangen - wohl aber innerhalb unserer Arbeitsgruppe. Die roten Preise sind die entsprechenden Reparaturpreise, für die eine Alternative (Eigenreparatur, eventuell in Zusammenarbeit mit der Werkstatt) gefunden werden musste.

29/06/2007
Filter gegen Öldämpfe zieht Nebenluft
Ich wurderte mich schon eine ganze Weile, warum die Drehschieberpumpe mit dem Filter nur einen Druck von 10 mbar erreichte. Ohne Filter schafft sie 2 mal 10-3 mbar innerhalb von Sekunden. An dem Zeolith kann es nicht liegen, dann müsste das so gut Flüssigkeit speichern, dass es exakt 10 mbar Druck hält und entsprechend abgibt, dass nach 3 Tagen und Ausheizen mit 120 °C keine Änderung eintritt. Ursache war dann aber ein Riss am KF-Flansch: Die Werkstatt hat ihn noch am Freitag geschweißt! Immerhin ist die Zeolith-Füllung unbeschädigt.

18/06/2007
Alle LEED-Bilder ausgewertet
Nunmehr sind alle LEED-Bilder ausgewertet. Etwas verkleinert folgen sie hier für die Energien 50, 52, 54, 56, 58, 60, 62, 64, 66, 68, 70, 75, 80, 85, 90, 100, 110, 120, 130, 140, 150 und 160 eV:

04/06/2007
Drehschieberpumpe von innen
Bereits im Februar hatten wir festgestellt, dass die Mitte 2005 gekaufte Drehschieberpumpe für den Lampenpumpstand nicht mehr richtig funktionierte. Sie erreichte noch einen Enddruck von 40 mbar, statt sonst 0,002 mbar. Das ist sogar für eine Leybold Trivac D 40 B ungewöhnlich. Also setzte sich unser Praktikums-student 4 Stunden an die Pumpe, um Öl abzulassen, die Pumpe auseinanderzubauen, das gerissene Formfilter zu finden sowie das gebrochene Auslassventil. Jetzt wird sie in der Buschkrugallee repariert. Normalerweise darf eine Pumpe auch nicht so verrostet aussehen - schon gar nicht nach 2 Monaten!

01/06/2007
Erstes LEED-Bild meiner Proben
Nachdem ich den Manipulator mit Stickstoff auf -120°C gekühlt hatte und meine Probe schon einmal darauf montiert, gelang heute eine gute Spaltung der gekühlten Probe. Und zu meiner Freude konnte ich auch gleich ein LEED-Bild erzeugen. Habe hernach eine Serie Bilder von 50, 52, 54 ... 160 eV aufgenommen. Hier das allererste Bild bei fiktiven 156 eV sowie eine Animation der Bilder bei 50 bis 160 eV:

23/05/2007
Turbopumpe unter Normaldruck
Wenn man eine UHV-Kammer wieder belüften will, muss man zunächst alle Pumpen abschalten und warten, dass diese weitgehend heruntergefahren sind. Den direkten Kontakt einer Turbomolekularpumpe auf 56000 min-1 mit normalem Luftdruck zeigen die folgenden Bilder:

14/05/2007
Seminarvortrag zur Oberflächenphysik
Nach nunmehr einem halben Jahr wurde es Zeit, der Arbeitsgruppe meine Arbeit vorzustellen. Momentan bin ich mit der Untersuchung von HCT allein. Gleichzeitig konnte ich die Grundlagen der Photo Electron Spectroscopy nochmals durchdenken. Und die Vorbereitung einer Präsentation mit dem Beamer proben. Hier sind die Folien (PDF-Format).

23/04/2007
Kapillare kaputt!
Kaum gibt mal mal etwas weg - und wenn es nur die Heliumlampe HIS 13 ist - schon erhält man es defekt zurück. In meinem Fall habe ich den Goldofen und die Lampe samt Pumpstand ausgeborgt. Beim Reinigen vor dem Wiedereinbau fiel mir dann auf, dass die Lampe, die am 2. 4. 2007 noch funktionstüchtig übergeben wurde, eine gebrochene Kapillare besaß. Reparaturkosten: 514,- € netto. Die folgenden fast zwei Monate versuchte ich eine preiswertere Variante bei zwei Glasbläsern in Adlershof zu finden. Unten finden sich die Maße:

16/04/2007
Automatische Stickstoffnachfüllanlage funktioniert
Am 11. 4. 2007 war endlich das Kryoventil von Asco Juconautic angekommen (mit PTFE-Dichtung). Die PT-100 Sensoren waren bereits mit dem Temperaturcontroller verbunden. Die elektrische Verbindung hatte Herr Heinze fertiggestellt, es ging also an den Test. Stickstoffkanne befüllt, Druck aufgebaut, Isolierkanne gefüllt und alles elektrisch verbunden: es funktioniert tatsächlich! Nebenbei haben wir eine neue Temperaturskala definiert, benannt nach unserem Doktoranden Dudy.

12/04/2007
Elektronenmikroskop (SEM) Aufnahme der Spaltflächen
Neben den Daten der Stöchiometrie über EDX habe ich auch gleich ein paar SEM-Bilder der Spaltflächen erhalten. Schon im Mikrometerbereich sind Stufen zu erkennen :-(

26/03/2007
Frühjahrstagung der PDG in Regensburg
Wie jedes Jahr organisierte die DPG eine Frühjahrstagung, das erste Mal war ich nun auch Teilnehmer (und nicht nur Gast wie vor 2 Jahren in Berlin). Ein paar Eindrücke haben wir in Bildern festgehalten, denn neben der Physik gab es noch viel weiteres zu entdecken. Hier geht es zur externen Seite

07/03/2007
Fermikanten von Gold und Indium
In unserem Goldofen konnten wir bisher die Probe ganz gut mit Gold bedampfen, allerdings gingen 90% des Goldes auf die umgebende Wandung. In einem neuen Goldofen (siehe Bild) brachten wir zwar Gold zum Schmelzen, aber entwickelten auch 450W Hitze. Für die Übergangszeit versuchten wir daher Indium. Dieses lies sich weit einfacher verdampfen. Die Fermikante ist jedoch wegen der geringen Zustandsdichte nicht so schön.
Immerhin konnte ich klären, ob die Lage der Fermikante von der Austrittsarbeit des Materials abhängt. Wie die Messung zeigt, tut sie das nicht. Jetzt muss nur noch jemand erklären, warum das so ist.

29/02/2007
Sechs Proben von CdHgTe
Jetzt habe ich alle sechs Proben für meine Diplomarbeit zusammen. Nach ihrer Charakterisierung bezüglich Größe habe ich sie alle einfach einmal gewogen - sie wiegen weniger als ein Gramm, zusammengenommen!

15/02/2007
Diplom an der AR 65
Nunmehr ist klar - die Messungen für mein Diplom werde ich an der Omicron AR 65 durchführen.

03/02/2007
Erstes Spektrum meiner Kristalle
Ganz umsonst war die Messzeit also doch nicht. Einige Spektren konnte ich aufnehmen. Die Core-Levels lassen sich bestens zuordnen, nur an der Valenzbandkante besteht noch dringender Erklärungsbedarf. Vielleicht sind die Spaltflächen nicht optimal.

08/01/2007
Die Messzeit am BESSY beginnt
Thorsten Zandt hatte eine Messzeit im Dezember zugeteilt bekommen. So hatte er die Omicron AF 65 bereits an der U125/2 SGM BUS-Beamline angebaut. Die Messzeit von Thorsten Stemmler schloss sich direkt an, so konnten wir den Auf- und Abbau sparen. Die Messungen liefen bis zum 4. 2. 2007. An diesem Sonntag Nachmittag wurde die Anlage abgebaut.
In der dritten Woche wurde der Ring im low-Alpha Mode gefahren. Die Bunche sind dann auf ein Zehntel ihrer normalen Länge verkürtzt, damit ergibt sich eine zehnmal bessere Zeitauflösung für schnelle Prozesse. Speziell in der Biologie ist das gefragt. Für alle anderen bedeudet das: Fast keine Intensität, am Undulator vielleicht ein Zwanzigstels bis Sechzigstel der normalen Intensität.
Das gute daran war, dass ich Mittwoch und Donnerstag meine erste CdHgTe-Probe messen konnte. Die Core-Level waren deutlich zu sehen, somit hatten die drei Tage eine gute Auswirkung. Freitag opferte PDI gar noch eine weitere Stunde - mit vollen 280 mA Strahlstrom :-)

25/11/2006
Die Homepage erhält ein neues Design.
Nun ist eine Navigationsleiste vorhanden, in CSS realisiert. Da die Menge Informationen weiter angewachsen ist, wurde eine Strukturierung dringend notwendig. Hoffentlich ist jetzt alles etwas übersichticher.

15/10/2006
Einarbeitung in die Diplomarbeit
Zunächst muss man die Photo Elektron Spektroskopie kennen- und verstehenlernen. Die Kristalle, die ich untersuche, lassen sich nicht einfach spalten, da sie durch kovalente Bindungen zusammengehalten werden und nicht durch Van-Der-Waals-Kräfte wie bei Schichtkristallen. Also beginne ich mit der Konstruktion einer Spaltkammer, ebenso wie N. Orlowski im Jahre 2000 für HgTe.

10/05/2004
Diplomarbeit wird ausgeschrieben
Dr. Nikiforov von der MGU in Moskau stellt der Arbeitsgruppe 3 Kristalle von CdHgTe zur Verfügung (siehe hier, obere Reihe I - III). Spätestens seit Mai 2004 ist damit das Thema der Diplomarbeit wie folgt veröffentlicht.

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