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Institut für Energie- und Klimaforschung

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Optische Rasternahfeldmikroskopie

Die Untersuchung von Nahfeldeffekten an Dünnschichtsolarzellen wird durch die optische Rasternahfeldmikroskopie (SNOM: Scanning Near-field Optical Microscopy, auch NSOM) ermöglicht. Die Auflösungsgrenze des Nahfeldmikroskops wird maßgeblich durch die Messsonde bestimmt. Bei dieser handelt es sich um eine mit Aluminium beschichtete Glasfaserspitze, deren Aperturgröße kleiner als 100 nm ist. Damit ist die Vermessung optischer Effekte in dieser Größenordnung möglich.

Die Proben werden untersucht, indem die Spitze zeilenweise die Probenoberfläche abrastert. Das Feedback-System gewährleistet die Führung der Spitze nahe der Oberfläche, wodurch zum einen die elektrischen Nahfelder und zum anderen die Topographie vermessen werden. Des Weiteren ist eine vollständige dreidimensionale Vermessung der Intensität des elektrischen Felds oberhalb der Probenoberfläche möglich. Dadurch werden Streuung und Propagation des Lichts jenseits der Oberfläche visualisiert und analysiert. In der Arbeitsgruppe stehen zwei Mikroskope zur Verfügung, die auf unterschiedliche Fragestellungen angepasst sind.

SNOM1

Zu den bearbeiteten Themen gehören die experimentelle Bestimmung von lokalen Lichtstreueigenschaften texturierter Schichtsysteme, wie sie in siliziumbasierten Dünnschichtsolarzellen zum Einsatz kommen, die Untersuchung der Lichtdiffusion in einer Dünnschichtsolarzelle, sowie der Photostromerzeugung bei lokaler Beleuchtung.

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