Kristallbaufehler und Metall-Halbleitergrenzflächen von (Bi,Sb)2(Te,Se)3 Materialien für die Peltierkühlung

Schwankung von 0,7at% entspricht einer relativen Schwankung von 7%. Somit ist eine Schwankung aufgrund statistischer Verteilung ausgeschlossen. Dies lässt darauf schliessen, dass die Se-Te-Bi Kristalle keine feste Stöchiometrie aufweisen. Ausserdem kann man annehmen, dass Se Te substituiert und Te Bi substituiert. Bei Probe 1 sind die Bi Atomzahlanteil-Mittelwerte sind nahezu gleich für alle Messlinien. Linien 1 und 2 weisen einen höheren Se Atomzahlanteil (ungef. 5,5at%) auf als bei Messlinien 3-7 (ungef. 3,8at%). Daher besteht eine grobe inhomogene Se Verteilung in der Probe. Se und Te variieren im Bereich von 1-2at% was ungef. 3-6.1020 Atomen/cm3 entspricht und zeigen eine deutliche negative Korrelation (Korrelationskoeffizient <-0,7). 1-2at% entsprechen einer relativen Schwankung von 9-18% und somit ist auch hier eine statistische Verteilung ausgeschlossen. Diese Korrelation sowie die Schwankung im Atomzahlanteil ist wesentlich stärker als in Probe 3. Die Linien nahe der Metallisierungsgrenzfläche (1-4) zeigen keine Bi-Te Korrelation (Korrelationskoeffizient <0,35), wohingegen Linien 5, 6, Ausschnitt 7 eine deutliche Bi-Te Korrelation aufweisen (Korrelationskoeffizient <-0,64). Eine mögliche Antwort liegt im Rückstreuelektronen-Bild (Abbildung 4.10). Es sind Mikrorisschen (wie bei den REM-Sekundärelekrtonenbildern in Kapitel 3.2) und grobe Kontraständerungen erkennbar. Messlinienbereiche für Linien nahe der Metallisierungsgrenzfläche zeigen keine Oberflächenmorphologie oder grobe Kontraständerungen, dagegen gibt es in Bereichen der Messungen 5, 6 und im Ausschnitt 7 deutliche Oberflächenmorphologie und grobe Kontraständerungen. Diese Oberflächenmorphologie und groben Kontraständerung sind auch auf der gesamten Probe 3 sichtbar (Abbildung 4.12). Daher ist vermutlich in dieser Probe auch in der Nähe der Metallisierungsgrenzfläche eine Bi-Te Korrelation (Korrelationskoeffizent = -0,74 ) vorhanden. In den Diagrammen der [...]

Die Messungen wurden mit einer Jeol Superprobe 8900R Mikrosonde bei 15kV und 15nA Strahlstrom durchgeführt. Die Matrix-Korrektur-Software war [Jeol] . Als Standards wurden PbTe, Bi2Se3, Sb2S3 und PbSe verwendet Die Proben wurden mit einer dünnen Kohlenstoffschicht bedampft, um die Röntgenabsorption in dieser leitfähigen Schicht zu minimieren. Die Röntgenquanten werden aus einem Volumen von ungefähr 1µm3 emittiert. Die folgende Tabelle zeigt die Energien, Massenschwächungskoeffizienten und Absorptionskanten für die Elemente Bi, Te, Se und Sb. Als Vergleichswert für die Massenschwächungskoeffizienten ist die O – K Absorption in Bi mit 104cm²/g. Tabelle 2 : Röntgenemmisionslinien, Absorptionskanten und Massenschwächungskoeffizienten von Bi, Te, Se, Sb Element Linie Energie [keV] AbsorpMassenschwächungskoeffizienten [...]

untersucht werden. Die Details von Korngrenzen sind dann deutlich zu erkennen. Auch für die Analyse von sonstigen Kristallbaufehlern, wie etwa Kantenversetzungen und Stapelfehler, eignet sich die HRTEM. Bei Kantenersetzungen und Stapelfehlern können die Burgersvektoren direkt bestimmt werden, wenn mit atomarer Auflösung gearbeitet wird. Bildet man nur Netzebenen ab, kann man die Korngrenzwinkel bestimmen und sich anschauen, wie glatt Grenzflächen verlaufen. Versetzungsdichten lassen sich bestimmen, ebenso wie Komponenten der Burgersvektoren. Netzebenenabbildungen kommen zustande, wenn neben dem Nullstrahl auch noch die zu der jeweiligen Netzebenen gehörenden Reflexe -G und +G (siehe Abb.3.12) durch die Objektivblende durchgelassen werden. Sind Kristallbaufehler (Versetzungen, Stapelfehler, Korngrenzen) im betrachteten Teil des Kristalls vorhanden, die Komponenten senkrecht zur Netzebenenrichtung besitzen, so werden diese abgebildet. Werden neben dem Nullstrahl, -G und +G noch weitere Strahlen durch die Objektivblende durchgelassen, so entsteht eine Überlagerung mehrerer Netzebenen im Bild (siehe [...]