Dokument: Nanoskopische Platin-Teilchen auf TiO2(110): STM- und Punktkontaktuntersuchungen zur chemischen und Photosensitivität
| Titel: | Nanoskopische Platin-Teilchen auf TiO2(110): STM- und Punktkontaktuntersuchungen zur chemischen und Photosensitivität | |||||||
| URL für Lesezeichen: | https://docserv.uni-duesseldorf.de/servlets/DocumentServlet?id=12023 | |||||||
| URN (NBN): | urn:nbn:de:hbz:061-20090706-075922-9 | |||||||
| Kollektion: | Dissertationen | |||||||
| Sprache: | Deutsch | |||||||
| Dokumententyp: | Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation | |||||||
| Medientyp: | Text | |||||||
| Autor: | Kölbach, Johannes Micha [Autor] | |||||||
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| Dewey Dezimal-Klassifikation: | 500 Naturwissenschaften und Mathematik » 530 Physik | |||||||
| Beschreibungen: | Im Ultrahochvakuum hergestellte nanoskopische Platin-Teilchen auf TiO2(110)-Einkristalloberflächen werden mit der Spitze eines Rastertunnelmikroskops kontaktiert, und es wird die chemische sowie Photosensitivität eines einzelnen Heterokontaktes bestimmt. Für die Experimente wurde eine UHV-Apparatur aufgebaut, die mit Methoden zur kontrollierten Präparation und oberflächenanalytischen Techniken (LEED, AES und STM) ausgestattet ist. Platin wird resistiv verdampft und damit kleine Platinteilchen mit einer Größe von 8nm auf der reinen
Titandioxidoberfläche erzeugt und mit STM und STS charakterisiert. Eine neu entwickelte Sauerstoffquelle auf der Basis von Zirkonoxidkeramik ermöglicht insitu-Experimente zur störungsfreien Bestimmung von Strom-Spannungs-Kennlinien im Tunnel- und Kontaktmodus. Dabei wird ein spezieller Vorverstärker mit steuerbaren Verstärkungsbereichen eingesetzt. Mit der Quelle kann Sauerstoff durch Anlegen einer elektrischen Spannung an die Keramik in die UHVKammer eingelassen und der Partialdruck definiert im Bereich von 1·10−10 mbar bis 1·10−5 mbar eingestellt werden. Der Effekt des Sauerstoffs auf die elektrischen Eigenschaften des Pt/TiO2-Kontaktes konnte nachgewiesen werden. Die deutliche Abhängigkeit der Strom-Spannungs-Kennlinien vom Sauerstoffpartialdruck wird so gedeutet, dass durch Dissoziation und Adsorption des Sauerstoffs Grenzflächenzustände entstehen, die die elektrische Charakteristik des Kontaktes bestimmen. Schottkybarrierenhöhen und Idealitätsparameter konnten bestimmt und mit Werten makroskopischer Flächenkontakte verglichen werden. Für die Untersuchungen zur Photosensitivität wurde ein spezieller STM-Kopf aufgebaut, der die Einkopplung von Laserlicht der Wellenlänge 413,1nm erlaubt. Bei Bestrahlung der nanoskopischen Pt/TiO2-Kontakte wird die Strom-Spannungs- Kennlinie ebenfalls verändert; die Ergebnisse der leistungsabhängigen Messungen weisen auf einen Temperatureffekt hin, der den Photoeffekt dominiert. Die kombinierten leistungs- und sauerstoffpartialdruckabhängigen Messungen werden mit einer verstärkten Bildung atomaren Sauerstoffs an der chemisch aktiven Dreiphasen-Grenze erklärt.In the ultra high vacuum produced nanoscopical platinum particles on TiO2(110)-single crystal surfaces are contacted with the tunneltip of a raster tunnel microscope, and the chemical as well as photo sensitivity of an individual hetero contact are determined. For the experiments a UHV equipment was developed, equipped with methods to the controlled preparation and surface-analytic techniques (LEED, AES and STM). Platinum is resistively evaporated and thus small platinum particles with a size of about 8nm are generated on the pure titanium dioxide surface and characterized by STM and STS. A new developed oxygen source based on zirconoxide ceramics enables in-situ experiments for undisturbed determination of current-voltage characteristics in the tunneling and contact mode. A special preamplifier with controllable range of amplification is applied. Applying a voltage to the ceramic oxygen can be let into the UHV chamber by the oxygen source and the partial pressure can be adjusted within the range of 1·10−10 mbar to 1·10−5 mbar. The effect of the oxygen on the electrical characteristics of the Pt/TiO2-contacts was proven. The clear dependence of the current-voltage characteristics on the oxygen partial pressure can be explained as a result of interface states due to the dissociation and adsorption of the oxygen, which determine the electrical characteristic of the contact. Schottky barriere heights and quality parameters were determined and compared with values of macroscopic surface contacts. For the investigations of the photo sensitivity a special STM head was developed, which enables the coupling of laser light with a wavelength of 413,1 nm. Irradiation of the nanoscopical Pt/TiO2-contacts changes the current-voltage characteristics as well. The results of the power-dependent measurements refer to a temperature effect, that dominates the photoelectric effect. The combined power and oxygen partial pressure dependent measurements are explained as an increase of formation of atomic oxygen at the chemically active three-phase boundary. | |||||||
| Lizenz: |  Urheberrechtsschutz | |||||||
| Fachbereich / Einrichtung: | Mathematisch- Naturwissenschaftliche Fakultät » WE Physik » Physik der kondensierten Materie | |||||||
| Dokument erstellt am: | 06.07.2009 | |||||||
| Dateien geändert am: | 02.07.2009 | |||||||
| Promotionsantrag am: | 26.05.2009 | |||||||
| Datum der Promotion: | 23.06.2009 |
