Combined spatially resolved analysis of elemental composition, structure and electric properties of (Fe, Zn)S-CuInS2 mixed crystals via high energy ion microscopy

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Die Charakterisierung von Einkristallen und dünnen Schichten der Mischverbindung ZnS-CuInS2 mit bildgebenden Verfahren an der Hochenergie-Nanoionenstrahlsonde stellt einen wesentlichen Beitrag zur umfassenden Interpretation der Eigenschaften dieses Materials dar. Die gleichzeitige Spektroskopie der rückgestreuten Projektile und der durch den Beschuß entstehenden Röntgenstrahlung liefert bei Variation des Einfallswinkels des feinfokussierten Projektilstrahls auf der Probe die räumliche Verteilung der Elemente und der Kristallperfektion mit einer Ortsauflösung unter 500 nm. Damit sind auf mikroskopischer Skala Homogenitätsbereiche der Mischung, Ausscheidungen, mehrdimensionale Kristallbaufehler u. a. erfaßbar. Neben der Gitterplatzlokalisierung von Zn, Cu, In bzw. Fe im erweiterten System FeS-ZnSCuInS2 mittels der Channeling-Methode erlaubt der rasternde Nanoionenstrahl unter Nutzung der Projektiltransmission durch die Probe Aussagen über Gitteranpassung an der Grenzfläche Schicht - Substrat. Zusätzlich liefern die durch Abrasterung der Schicht mit scharf gebündelten Projektilen in der Probe lokal erzeugten Ströme ein ortsaufgelöstes Bild von Probenbereichen verschieden hoher Effizienz der Ladungsträgersammlung, was für den Einsatz des Probenmaterials als Absorber für DünnschichtSolarzellen wesentlich ist.