Dresden 2003 – wissenschaftliches Programm

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O: Oberflächenphysik

O 8: Teilchen und Cluster

O 8.6: Vortrag

Montag, 24. März 2003, 16:15–16:30, HSZ/02

Coulomb-Blockade Metallischer Nanopartikel bei Raumtemperatur — •C. Dietrich¹, B. Koskowski¹, H.-G. Boyen¹, F. Weigl¹, P. Ziemann¹, C. Hartmann² und M. Möller² — ¹Abteilung Festkörperphysik, Universität Ulm, D-89069 Ulm — ²Abteilung Organische Chemie III, Universität Ulm, D-89069 Ulm

Untersucht wurden die dynamischen Umladungseffekte metallischer Nanopartikel bei Raumtemperatur. Dazu wurde eine Basiselektrode aus epitaktischem Nb(110) durch dc-Sputtern auf einem Saphirsubstrat der Orientierung (0001) gewachsen. Die ausgezeichnete Qualität der so gewachenen Schichten konnte mittels XRD (Rocking-Breite ca. 0.1⁰, Laue Oszillationen), STM (Korngrössen ca. 500 nm, Terrassengrösse ca. 500 nm, Rauhigkeit 0.6 nm) und STS bestätigt werden. Auf diese Basiselektrode wurde ein Al-Film von 1 nm Dicke aufgedampft und im Sauerstoffplasma oxidiert, wobei die vollständige Oxidation durch XPS Messungen überwacht wurde. Die resultierende Tunnelbarriere ist laut STM/STS Messungen polykristallin mit Korngrössen von 1-2 nm und einer lateral auf dieser Längenskala stark variierenden Barrierenhöhe. Zur Herstellung der metallischen Nanopartikel wurden Au-beladene inverse Mizellen auf das Al₂O₃ aufgezogen und das Polymer im Sauerstoffplasma verascht. Mit dem STM konnten an den so entstandenen Au-Nanoteilchen Coulomb-Blockaden verschiedener Kurvenformen und Coulomb-Treppenstufen bei Raumtemperatur gemessen werden.