Arbeitsgruppe Elektronenmikroskopie - Überblick

Die Arbeitsgruppe Elektronenmikroskopie charakterisiert kristalline Materialen mit elektronenmikroskopischen Methoden. Der thematische Schwerpunkt der Gruppe liegt auf der Erforschung von Struktureigenschaftsbeziehungen bei Halbleitern und Oxiden. Dazu gehören die Struktur und physikalischen Eigenschaften von Defekten, die Struktur und Eigenschaften von Grenzflächen, elementare Wachstumsmechanismen epitaktischer Schichten, die Thermodynamik und Kinetik von Legierungen, die Phasenbildung von Oxiden, sowie plastische und elastische Prozesse beim Kristallwachstum.

Dafür steht ein breites Spektrum modernster elektronenmikroskopischer Verfahren zur Verfügung. Hierzu gehören rasterelektronenmikroskopische Verfahren, die Transmissionselektronenmikroskopie und die Rastertransmissionselektronenmikroskopie. Neben abbildenden und analytischen Methoden werden auch in-situ-Verfahren eingesetzt.

Zur Auswertung der Daten werden experimentelle Messungen mit Computersimulationen verglichen. Um bildgebende Verfahren zu verbessern und diese auf die spezifischen Probleme und die laufenden Arbeiten am Institut anzupassen, entwickelt die Arbeitsgruppe eigenständig Methoden. In vielen Fällen sind die Messungen Ausgangspunkt für vertiefte theoretische Arbeiten oder Simulationen, die am Institut oder mit Projektpartnern durchgeführt werden. Die Arbeitsgruppe ist Partner in nationalen und internationalen Forschungsprojekten.

Schlüsselpublikationen

S. Mohn, N. Stolyarchuk, T. Markurt, R. Kirste, M. P. Hoffmann, R. Collazo, A. Courville, R. Di Felice, Z. Sitar, P. Vennéguès, and M. Albrecht
Polarity Control in Group-III Nitrides beyond Pragmatism.
PHYS REV APPLIED 5 (2016) 054004
doi:10.1103/PhysRevApplied.5.054004

M. Albrecht, R. Schewski, K. Irmscher, Z. Galazka, T. Markurt, M. Naumann, T. Schulz, R. Uecker, R. Fornari, S. Meuret and M. Kociak
Coloration and Oxygen Vacancies in Wide Band Gap Oxide Semiconductors: Absorption at Metallic Nanoparticles Induced by Vacancy Clustering. A Case Study on Indium Oxide.
J APPL PHYS 115 (2014) 053504
doi:10.1063/1.4863211

M. Albrecht, L. Lymperakis and J. Neugebauer
Origin of the Unusually Strong Luminescence of A-Type Screw Dislocations in GaN.
PHYS REV B90 (2014) 241201(R)
doi:org/10.1103/PhysRevB.90.241201

T. Schulz, A. Duff, T. Remmele, T. Markurt, L. Lymperakis, J. Neugebauer, C. Cheze, C. Skierbiszewski and M. Albrecht
Separating Strain from Composition in Unit Cell Parameter Maps Obtained from Aberration Corrected High-Resolution Transmission Electron Microscopy Imaging.
J APPL PHYS 115 (2014) 033113
doi:10.1063/1.4862736

T. Markurt, L. Lymperakis, J. Neugebauer, P. Drechsel, P. Stauss, T. Schulz, T. Remmele, V. Grillo, E. Rotunno, and M. Albrecht
Blocking Growth by an Electrically Active Subsurface Layer: The Effect of Si as an Antisurfactant in the Growth of GaN.
PHYS REV LETT 110 (2013) 036103
doi:10.1103/PhysRevLett.110.036103

Arbeitsgruppe Elektronenmikroskopie - Methoden

Transmissionselektronenmikroskopie TEM/STEM (FEI Titan 80-300)

  • aberrationskorrigierte hochauflösende TEM
  • quantitativer Z-Kontrast
  • Analyse von Zusammensetzungsfluktationen
  • konventionelle TEM (Beugungskontrast)

Rasterelektronenmikroskopie kombiniert mit fokussiertem Ionenstrahl (FEI Nova 600)

  • energiedispersive Röntgenspektroskopie
  • wellenlängendispersive Röntgenspektroskopie
  • Elektronenrückstreubeugung (EBSD)

Rasterelektronemmikroskopie (Zeiss DSM 912)

  • Kathodolumineszenz (Gatan MonoCL3)
  • Kühltisch (He)
  • CCD
  • photomultiplier UV (190nm-800nm)
  • photomultiplier UV-IR (300nm-1800nm)
  • Thermolumineszenz

Arbeitsgruppe Elektronenmikroskopie - Publikationen

C. Ehlers, R. Bansen, T. Markurt, D. Uebel, Th. Teubner, T. Boeck
Solution growth of Si on reorganized porous Si foils and on glass substrates
J CRYST GROWTH 468 (2017) 268 – 271
doi:10.1016/j.jcrysgro.2016.12.040

M. Schmidbauer, D. Braun, T. Markurt, M. Hanke, J. Schwarzkopf
Strain Engineering of Monoclinic Domains in KxNa1-xNbO3 Epitaxial Layers: A Pathway to Enhanced Piezoelectric Properties
NANOTECHNOLOGY 28 (2017)  24LT02
doi.org/10.1088/1361-6528/aa715a

Z. Galazka, R. Uecker, K. Irmscher, D. Klimm, R. Bertram, A. Kwasniewski, M. Naumann, R. Schewski, M. Pietsch, U. Juda, A. Fiedler, M. Albrecht,S. Ganschow, T. Markurt, C. Guguschev, M. Bickermann
Melt Growth and Properties of Bulk BaSnO3 Single Crystals
J PHYS-CONDENS MAT 29 (2017) 075701
doi: org/10.1088/1361-648X/aa50e2

S. Sintonen, P. Kivisaari, S. Pimputkar, S. Suihkonen , T.  Schulz, J. S. Speck, S. Nakamura
Incorporation and Effects of Impurities in Different Growth Zones Within Basic Ammonothermal GaN
J CRYST GROWTH 456 (2016) 43 - 50        
doi: org/10.1016/j.jcrysgro.2016.08.040

S. Sintonen, S. Wahl , S. Richter, S. Meyer, S. Suihkonen, T. Schulz, K. Irmscher, A. N. Danilewsky, T. O. Tuomi, R. Stankiewicz, M. Albrecht
Evolution of Impurity Incorporation During Ammonothermal Growth of GaN        
J CRYST GROWTH 456 (2016) 51 - 57
doi: org/10.1016/j.jcrysgro.2016.08.044

M. Baldini, M. Albrecht, A. Fiedler, K. Irmscher, R. Schewski, G. Wagner
Si- and Sn-Doped Homoepitaxial β-Ga2O3 Layers Grown by MOVPE on (010)-Oriented Substrates
ECS J SOLID STAT SCI TECHN 6 (2016) Q1-Q5             
doi: org/10.1149/2.0081702jss

C. Cocchi, H. Zschiesche, D. Nabok, A. Mogilatenko, M. Albrecht, Z. Galazka, H. Kirmse, C. Draxl, C.T. Koch
Atomic Signatures of Local Environment from Core-Level Spectroscopy in β-Ga2O3.
PHYS REV B 94 (2016) 075147
doi: 10.1103/PhysRevB.94.075147

P. Schönherr, F. Zhang, D. Kojda, R. Mitdank, M. Albrecht, S.F. Fischer, T. Hesjedal
Free-Standing Millimetre-Long Bi2Te3 Sub-Micron Belts Catalyzed by TiO2 Nanoparticles.
NANOSCALE RES LETT 11 (2016) 308
doi: 10.1186/s11671-016-1510-x

H. Wulfmeier, A. Omelcenko, D. Albrecht, D. Klimm, W. El Mofid, M. Strafela, S. Ulrich, A. Bund, H. Fritze
Thermal Stability of Materials for Thin-Film Electrochemical Cells Investigated by Thin-Film Calorimetry.
MRS Advances 1 (2016) 1043 - 1049
doi: 10.1557/adv.2016.72

F. Nippert, A. Nirschl, T. Schulz, G. Callsen, I. Pietzonka, S. Westerkamp, T. Kure, C. Nenstiel, M. Strassburg, M. Albrecht, and A.l Hoffmann
Polarization-Induced Confinement of Continuous Hole-States in Highly Pumped, Industrial-Grade, Green InGaN Quantum Wells.
J APPL PHYS 119 (2016) 215707
doi:10.1063/1.4953254

B. Sadovyi, A. Nikolenko, J.L. Weyher, I. Grzegory, I. Dziecielewski, M. Sarzynski, V. Strelchuk, В. Tsykaniuk, O. Belyaev, I. Petrusha, V. Turkevich, V. Kapustianyk, M. Albrecht, S.Porowski
Diffusion of Oxygen in Bulk GaN Crystals at High Temperature and at High Pressure.
J CRYST GROWTH (2016) 35 - 42
doi.org/10.1016/j.jcrysgro.2016.05.037

D.J. Kok, C. Guguschev, T. Markurt, M. Niu, R. Bertram, M. Albrecht and K. Irmscher
Origin of Brown Coloration in Top-Seeded Solution Grown SrTiO3 Crystals.
CRYSTENGCOMM 18 (2016) 4580 - 4586 
doi:10.1039/C6CE00247A

F. Langhans, S. Kiefer, C. Hartmann1, T. Markurt, T. Schulz, C. Guguschev, M. Naumann, S. Kollowa, A. Dittmar, J. Wollweber, and Matthias Bickermann
Precipitates Originating from Tungsten Crucible Parts in AlN Bulk Crystals Grown by the PVT Method.
CRYST RES TECHNOL 51 (2016) 129 - 136
doi:10.1002/crat.201500201

R. Bansen, C. Ehlers, Th. Teubner, T. Markurt, J. Schmidtbauer and T. Boeck
Continuous Polycrystalline Silicon Layers on Glass Grown from Tin Solutions.
CRYSTENGCOMM 18 (2016) 1911 - 1917
doi:10.1039/C5CE02530C

J. Smalc-Koziorowska, C. Bazioti, M. Albrecht and G. P. Dimitrakopulos
Stacking Fault Domains as Sources of A-Type Threading Dislocations in III-Nitride Heterostructures.
APPL PHYS LETT 108 (2016) 051901
doi.org/10.1063/1.4940745

M. Baldini, M. Albrecht, A. Fiedler, K. Irmscher, D. Klimm, D Klimm, R. Schewski, and G. Wagner
Semiconducting Sn-Doped Beta-Ga2O3 Homoepitaxial Layers Grown by Metal Organic Vapour-Phase Epitaxy.
J MATER SCI 51 (2016) 3650 - 3656
doi:10.1007/s10853-015-9693-6

S. Mohn, N. Stolyarchuk, T. Markurt, R. Kirste, M. P. Hoffmann, R. Collazo, A. Courville, R. Di Felice, Z. Sitar, P. Vennéguès, M. Albrecht
Polarity Control in Group-III Nitrides beyond Pragmatism.
PHYS REV APPL (2016) 054004
doi:10.1103/PhysRevApplied.5.054004

M. Sawicka, C. Chèze, H. Turski, J. Smalc-Koziorowska, M. Kryśko, S. Kret, T. Remmele, M. Albrecht, G. Cywiński, I. Grzegory, C. Skierbiszewskia
Growth Mechanisms in Semipolar (20(2)Over-bar1) and Nonpolar M Plane (10(1)Over-bar0) AlGaN/GaN Structures Grown by PAMBE Under N-Rich Conditions.
J CRYST GROWTH 415 (2015) 184 - 191 
doi:10.1016/j.jcrysgro.2013.04.045

S. Bin Anooz, P. Petrik, M. Schmidbauer, T. Remmele, J. Schwarzkopf
Refractive Index and Interband Transitions in Strain Modified NaNbO3 Thin Films Grown by MOCVD.
J PHYS D APPL PHYS 48 (2015) 385303
doi:10.1088/0022-3727/48/38/385303

G. Callsen, G. Hönig, S. Kalinowski, C. Kindel, J. Settke, D. Bostanjoglo, J. Brunnmeier, C. Nenstiel, T. Kure, F. Nippert, A. Schliwa, A. Hoffmann, T. Markurt, T. Schulz, M. Albrecht, S. Kako, M. Arita, Y. Arakawa
Analysis of the Exciton–LO-Phonon Coupling in Single Wurtzite GaN Quantum Dots.
PHYS REV B 92 (2015) 235439
doi:10.1103/PhysRevB.92.235439

Z. Galazka, D. Klimm, K. Irmscher, R. Uecker, M.Pietsch, R.Bertram, M. Naumann, M. Albrecht, A. Kwasniewski, R. Schewski, M. Bickermann
MgGa2O4 as a New Wide Bandgap Transparent Semiconducting Oxide: Growth and Properties of Bulk Single Crystals.
PHYS STATUS SOLIDI A  212 (2015) 1455 - 1460
doi:10.1002/pssa.201431835

S. Gu, Y. Lu, J. Kaiser, M. Albrecht, M. Ballauff
Kinetic Analysis of the Reduction of 4-Nitrophenol Catalyzed by Au/Pd Nanoalloys Immobilized in Spherical Polyelectrolyte Brushes.
PHYS CHEM CHEM PHYS 17 (2015) 28137 - 28143
doi:10.1039/C5CP00519A

D. Kojda, R. Mitdank, M. Handwerg, A. Mogilatenko, M. Albrecht, Z. Wang, J. Ruhhammer, M. Kroener, P. Woias, S. F. Fischer
Kinetic Analysis of the Reduction of 4-Nitrophenol Catalyzed by Au/Pd Nanoalloys Immobilized in Spherical Polyelectrolyte Brushes.
PHYS REV B 91 (2015) 024302
doi:10.1103/PhysRevB.91.024302

E. Korhonen, V. Prozheeva, F. Tuomisto, O. Bierwagen, J. S. Speck, M. E. White, Z. Galazka, H. Liu, N. Izyumskaya, V. Avrutin, Ü. Özgür, H. Morkoç
Cation Vacancies and Electrical Compensation in Sb-Doped Thin-Film SnO2 and ZnO.
SEMICOND SCI TECH 30 (2015) 024011
doi:10.1088/0268-1242/30/024011

E. Korhonen, F. Tuomisto, D. Gogova, G. Wagner, M. Baldini, Z. Galazka, R. Schewski, M. Albrecht
Electrical Compensation by Ga Vacancies in Ga2O3 Thin Films.
APPL PHYS LETT 106 (2015) 242103
doi: 10.1063/1 4922814

M. Baldini, M. Albrecht, D. Gogova, R. Schewski and G. Wagner
Effect of Indium as a Surfactant in (Ga1-xInx)2O3 Epitaxial Growth on β-Ga2O3 by Metal Organic Vapour Phase Epitaxy.
SEMICOND SCI TECH 30 (2015) 024013  
doi:10.1088/0268-1242/30/2/024013

R. Schewski, G. Wagner, M. Baldini, D. Gogova , Z.  Glazaka, R. Uecker, T. Schulz, T. Remmele, T. Markurt, H. von Wenckstern, M. Grundmann, O. Bierwagen, P. Vogt, M. Albrecht
Epitaxial Stabilization of Pseudomorphic α-Ga2O3 on Sapphire (0001).
APPL PHYS EXPRESS 8 (2015) 011101
doi:10.7567/APEX.8.011101

M. Albrecht, R. Schewski, K. Irmscher, Z. Galazka, T. Markurt, M. Naumann, T. Schulz, R. Uecker, R. Fornari, S. Meuret and M. Kociak
Coloration and Oxygen Vacancies in Wide Band Gap Oxide Semiconductors: Absorption at Metallic Nanoparticles Induced by Vacancy Clustering. A Case Study on Indium Oxide.
J APPL PHYS  115, 053504 (2014)
doi:10.1063/1.4863211

Z. Galazka, R. Uecker, D. Klimm, K. Irmscher, M. Pietsch, R. Schewski, M. Albrecht, A. Kwasniewski, S. Ganschow, D. Schulz, C. Guguschev, R. Bertram, M. Bickermann, and R. Fornari
Growth, Characterization, and Properties of Bulk SnO2 Single Crystals.
PHYS STATUS SOLIDI A 211 (2014) 66 - 73
doi:10.1002/pssa.201330020

W. S. Hwang, A. Verma, H. Peelaers; V. Protasenko, S. Rouvimov, H. Xing, A. Seabaugh, W. Haensch, C. van de Walle, Z. Galazka, M. Albrecht, Roberto Fornari, D. Jena
High-Voltage Field Effect Transistors with Wide-Bandgap β Ga2O3 Nanomembranes.
APPL PHYS LETT 104 (2014) 03111
doi:10.1063/1.4879800

G. Wagner, M. Baldini, D. Gogova, M. Schmidbauer, R. Schewski, M. Albrecht, Z. Galazka, D. Klimm, and R. Fornari
Homoepitaxial Growth of β-Ga2O3 Layers by Metal-Organic Vapor Phase Epitaxy.
PHYS STATUS SOLIDI A 211 (2014) 27 - 33 
doi:10.1002/pssa.201330092

Z. Galazka, K. Irmscher, R. Uecker, R. Bertram, M. Pietsch, A. Kwasniewski; M. Naumann, T. Schulz, R. Schewski, D. Klimm, M. Bickermann
On the Bulk β-Ga2O3 Single Crystals Grown by the Czochralski Method.
J CRYST GROWTH 404 (2014) 184 - 191 
doi:10.1016/j.jcrysgro.2014.07.021

K. Irmscher, M. Naumann, M. Pietsch, Z. Galazka, R. Uecker, T. Schulz, R. Schewski, M. Albrecht, and R. Fornari
On the Nature and Temperature Dependence of the Fundamental Band Gap of In2O3.
PHYS STATUS SOLIDI A 211 (2014) 54 - 58
doi:10.1002/pssa.201330184

M. Albrecht, L. Lymperakis and J. Neugebauer
Origin of the Unusually Strong Luminescence of A-Type Screw Dislocations in GaN.
PHYS REV B 90 (2014) 241201(R) 
doi:org/10.1103/PhysRevB.90.241201

T. Schulz, A. Nirschl, P. Drechsel, F. Nippert, T. Markurt, M. Albrecht, A. Hoffmann
Recombination Dynamics in InxGa1-xN Quantum Wells Contribution of Excited Subband Recombination.
APPL PHYS LETT 105 (2014) 181109 
doi:10.1063/1.4901256

M. Sawicka, G. Muziol, H. Turski, A. Feduniewicz-Żmuda, M. Kryśko, S. Grzanka, E. Grzanka, J. Smalc-Koziorowska, M. Albrecht, R. Kucharski, P. Perlin, C. Skierbiszewski
Semipolar (20-21) GaN Laser Diodes Operating at 388 Nm Grown by Plasma-Assisted Molecular Beam Epitaxy.
J VAC SCI TECHNOL B 32 (2014) 02C115 
doi.org/10.1116/1.4865913

T. Schulz, A. Duff, T. Remmle, T. Markurt, L. Lymperakis, J. Neugebauer, C. Cheze, C. Skierbiszewski and M. Albrecht
Separating Strain from Composition in Unit Cell Parameter Maps Obtained from Aberration Corrected High-Resolution Transmission Electron Microscopy Imaging.
J APPL PHYS 115 (2014) 033113
doi:10.1063/1.4862736

D. Gogova, G. Wagner, M. Baldini, M. Schmidbauer, K. Irmscher, R. Schewski, Z. Galazka, M. Albrecht and R. Fornari
Structural Properties of Si-Doped ß-Ga2O3 Layers Grown by MOVPE.
J CRYST GROWTH 401 (2014) 665 - 669
doi:10.1016/j.jcrysgro.2013.11.056

R. Mitdank, S. Dusari, C. Bülow, M. Albrecht, Z. Galazka, S. F. Fischer;
Temperature-Dependent Electrical Characterization of Exfoliated β-Ga2O3 Micro Flakes.
PHYS STATUS SOLIDI A 211 (2014) 543 - 549 
doi:10.1002/pssa.201330671

T. Suski , T. Schulz , M. Albrecht , X. Wang , K. Skrobas , N. Egede Christensen , A. Svane
The Discrepancies Between Theory and Experiment in the Optical Emission of Monolayer in (Ga)N Quantum Wells. Revisited by Transmission Electron Microscopy.
APPL PHYS LETT 104 (2014) 182103 – 182106.
doi:10.1063/1.4875558

E. Rotunno, M. Albrecht, T. Markurt, T. Remmele and V.Grillo
Three Dimensional Analysis of the Composition in Solid Alloys by Variable Probe in Scanning Transmission Electron Microscopy.
ULTRAMICROSCOPY 146 (2014) 62 - 70
doi:10.1016/j.ultramic.2014.07.003

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