Cluster-Multilayers

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Es ist beabsichtigt, Cluster-Multischicht-Systeme aus ligandstabilisierten Metallclustern und nicht- oder halbleitenden Materialien aufzubauen. Hierzu sollen abwechselnd Cluster- und Trennschichten erzeugt werden. Bei den Clustern ist in erster Linie an Au55 - oder ähnlich große Cluster gedacht, an denen Quantum-Size-Effekte bereits mehrfach nachgewiesen werden konnten. Als trennende Barriereschichten sollen vorwiegend Oxide wie SiO2 oder TiO2 verwendet werden, die mittels eines Plasmaverdampfungsprozesses auf den Clusterschichten als dünne, glatte Filme niedergeschlagen werden sollen. Dieses relativ aufwendige Verfahren ist erforderlich, um die nötige Qualität der Barriereschichten zu gewährleisten und um über eine möglichst große Variabilität bezüglich der verwendeten Materialien zu verfügen. Insbesondere sind Oberflächen erforderlich, deren Rauhigkeit kleiner als die Clustergröße ist. Einfachere Verfahren, z. B. durch Verwendung von Polymerschichten, haben sich als untauglich erwiesen. Die Cluster sollen auf den zuvor funktionalisierten Oberflächen chemisch fixiert werden. Diese Verfahren sind bereits erprobt. Die Plasmaverdampfungsanlage soll überwiegend aus kommerziell erhältlichen Bauteilen nach einem in Essen vorhandenen, funktionierenden Prototyp aufgebaut werden. Zweck der Herstellung der Cluster-Mehrfachschicht-Systeme ist deren Untersuchung bezüglich ihres lateralen und vertikalen Leitfähigkeitsverhaltens. Die Barriereschichten zwischen den Clusterlagen sollen sowohl bezüglich des Materials als auch der Schichtdicke den Bedürfnissen angepaßt werden.