Lehrstuhl Prof. Dr. J. Pollmann gemeinsam mit Prof. Dr. P. Krüger und PD Dr. M.
Rohlfing
Struktur und Dynamik von Halbleiteroberflächen
Gegenstand der Forschungen in diesem Themenbereich ist die Weiterentwicklung und breite Anwendung der
mikroskopischen Theorie von Phononen an reinen und adsorbatbedeckten Halbleiteroberflächen. Zu den
untersuchten Systemen gehören reine sowie wasserstoff- und deuteriumbedeckte Diamant-, Si- und
Ge-Oberflächen. Alle diese Systeme sind auch im Kontext der Passivierung von
Halbleiteroberflächen von besonderem technologischen Interesse. Die Dynamik der Systeme und wichtige
thermodynamische Korrelationsfunktionen können entweder durch Diagonalisierung von Slabmatrizen
oder mit Hilfe von Phononen-Greenfunktionen berechnet werden. Die Berechnungen erfolgen zum einen auf der
Basis eines semi-empirischen Gesamtenergieansatzes. Der Vergleich der so berechneten Spektren liefert eine sehr
gute Übereinstimmung mit experimentellen Daten der hochauflösenden
Elektronen-Energieverlust-Spektroskopie (HREELS) und gestattet es, die physikalische Natur und den Charakter
von experimentell beobachteten Oberflächenphononen zu analysieren und zu verstehen. Eine Publikation,
die in Kooperation mit einer Arbeitsgruppe japanischer Experimentatoren entstand, belegt dies nachhaltig.
Alternativ zu diesem semi-empirischen Zugang haben wir auch Oberflächenphononen-Spektren von
ersten Prinzipien ausgehend im Rahmen der Dichtefunktional-Störungstheorie (DFPT) berechnet. Hier
wurde insbesondere die mit Wasserstoff abgesättigte Dihydrid Oberfläche von Si(001) untersucht.
Die Ergebnisse erlauben eine aufschlussreiche Analyse von theoretischen und experimentellen Literaturdaten.
Die DFPT Berechnungen sind mit Hilfe der an der Universität Münster vorhandenen Computer
allerdings nicht mehr zu bewerkstelligen, so dass sie am Scientific Computing Center der Universität
Karlsruhe durchgeführt wurden.
Drittmittelgeber:
Beteiligte Wissenschaftler:
Veröffentlichungen:
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