Bonn 2000 – wissenschaftliches Programm

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A: Atomphysik

A 5: Metallcluster (gemeinsam mit dem FV Molekülphysik)

A 5.2: Vortrag

Montag, 3. April 2000, 17:00–17:15, HS V

Vom HOMO-LUMO-Gap zur Bandlücke: Die elekronische Struktur von Siliziumclustern — •Jürgen Müller und Gerd Ganteför — Universität Konstanz

In Nanopartikeln aus halbleitenden Materialien sollte die Bandlücke größer sein als in den entsprechenden makroskopischen Festkörpern. Ein einfacher Grund sind die verringerten Bandbreiten des Valenz- und Leitungsbandes. Dieser grundlegenden Tendenz können aber andere Effekte wie Oberflächenzustände entgegenwirken, denn die meisten Atome in einem kleinen Teilchen aus 10 oder 100 Atomen befinden sich an der Oberfläche. Wir untersuchen die elektronische Struktur von freien Si_n-Clustern (n=4-50 Atome) mittels Anionen-Photoelektronenspektroskopie. Die Si_n-Cluster zeigen mit wenigen Ausnahmen eine Bandlücke bzw. ein HOMO-LUMO-Gap), das kleiner ist als die des Si-Festkörpers, was auf einen starken Einfluss von Oberflächeneffekten schliessen lässt. Im Bereich n=20-50 sind die Photoelektronenspektren relativ ähnlich und lediglich die Spektren von Si₃₃ und Si₄₃ weisen auffällige Strukturen auf, die mit einer möglicherweise höheren Symmetrie oder Stabilität verknüpft sein könnten.