TY - CHAP A1 - Haeberle, Jörg A1 - Richter, Matthias A1 - Schmeißer, Dieter A1 - Galazka, Zbigniew A1 - Janowitz, Christoph T1 - Resonant Photoemission at the O1s threshold to characterize In2O3 single crystals T2 - Verhandlungen der Deutschen Physikalischen Gesellschaft N2 - We report on spectroscopic investigations on In2O3 single crystals. We focus on the detailed analysis of the O1s resonance profile by resonant photoelectron spectroscopy (resPES). From these we analyze the electronic structure and assign the O2p- and In5sp state to build the valence band and the conduction band in different contributions, respectively. This is deduced from constant final state spectra on the O-KLL-Auger along the O K-edge and In M4,5-edge and a comparison to the corresponding X-ray absorption spectroscopy data. We also identify several types of defects. A broad band of oxygen derived defects is identified in the valence band and extends throughout the gap. Small polarons are attributed to cause an anti-resonance in the constant initial states around the O1s threshold. In addition, an Auger decay separated by the O-KLL is present at O-K resonance and indicates the existence of localized charge transfer states which involves In5sp states. Finally, we are able to distinguish two different oxygen species from the resPES data. One corresponds to theintrinsic In2O3 structure and the other is a non-corresponding species. KW - resonant photoelectron spectroscopy KW - In2O3 Y1 - 2013 UR - http://www.dpg-verhandlungen.de/year/2013/conference/regensburg/part/mm/session/15/contribution/57?lang=de PB - Deutsche Physikalische Gesellschaft CY - Bad Honnef ER - TY - GEN A1 - Haeberle, Jörg A1 - Brizzi, Simone A1 - Gaspar, Diana A1 - Barquinha, Pedro A1 - Galazka, Zbigniew A1 - Schulz, Detlev A1 - Schmeißer, Dieter T1 - A spectroscopic comparison of IGZO thin film and the parent In2O3, Ga2O3, and ZnO single crystals T2 - Materials Research Express N2 - We use resonant photoelectron spectroscopy at the Zn 2p, Ga 2p, In 3d, and O 1s absorption edges to report on the electronic properties of indium–gallium–zinc-oxide thin films. We also compare the data with the respective data of the corresponding single crystals In2O3, Ga2O3, and ZnO. We focus on the elemental composition and, in particular, find no evidence for oxygen deficiency. The In, Ga, and Zn absorption data at resonance can be used to analyze the conduction band states in detail. We deduce that a configuration interaction between d10s0 and d9s1states is of importance. We provided a novel mechanism in which configuration interaction induced gap states create both, extended unoccupied states around E F as well as localized occupied states within the gap. KW - transparent conducting oxides (TCO) KW - resonant photoelectron spectroscopy KW - in-gapdefect states Y1 - 2016 U6 - https://doi.org/10.1088/2053-1591/3/10/106302 SN - 2053-1591 VL - 3 IS - 10 SP - 106302-1 EP - 106302-17 ER - TY - THES A1 - Haeberle, Jörg T1 - Transparente leitfähige Metalloxideinkristalle und amorphe oxidische Dünnschichtsysteme - Eine photoelektronenspektroskopische Vergleichsstudie N2 - Die Materialklasse der transparenten leitenden Metalloxide (engl. transparent conducting oxides (TCO)) und amorphen oxidischen Dünnschichtsysteme (engl. amorphous oxidic semiconductors (AOS)) sind überaus faszinierend, da sie gegensätzliche physikalische Eigenschaften, wie Transparenz und hohe Leitfähigkeit in sich vereinen. Die zugrunde liegenden physikalischen Mechanismen sind immer noch unklar und werden in dieser Dissertation beleuchtet. Dazu wurde die resonante Photoelektronenspektroskopie (resPES)gewählt, da sie sich in den letzten Jahren als vielseitiges Werkzeug für die detaillierte Untersuchung der elektronischen Struktur und der Identifikation von Defekten ausgezeichnet hat. Im Rahmen dieser Arbeit ergab sie die einmalige Möglichkeit, sowohl hoch qualitative TCO-Einkristalle (ZnO, Ga2O3, In2O3 und SnO2) als auch amorphe oxidische Dünnschichtsysteme (GIZO und SnOx) photeelektronenspektroskopisch zu untersuchen und zu vergleichen. Somit wird gezeigt, dass die elektronische Struktur der Materialklasse der TCO und ihrer korrespondierenden AOS mehr Gemeinsamkeiten aufweisen, als bisher erwartet wurde. Es zeigt sich, dass die Bandlücke, im eigentlichen Sinne, in der Materialklasse der TCO und AOS nicht existiert. Lokalisierte Zustände füllen den gesamten Bereich dieser Bandlücke aus und reichen zum Teil in das Valenzband (VB) und Leitungsband (CB) hinein. Dies führt dazu, dass es keine, wie bisher gedacht, scharfen Grenzen zwischen lokalisierten und delokalisierten Zuständen gibt. Um dies zu verdeutlichen wird ein neuartiges Modell eingeführt, das aufzeigt, dass die Wechselwirkung von metallischen d- und s-Niveaus in einer Öffnung der d-Schale resultiert. Durch Charge-Transfer (CT)-Mechanismen und weitere Hybridisierung mit metallischen unbesetzten p-Zuständen folgt eine stärkere Lokalisierung. Die Diskussion wird begonnen mit der Klärung der Elementeverhältnisse der untersuchten Materialsysteme. Darauf folgt die Charakterisierung von intrinsischen Defekten und ihren Beiträgen auf die elektronische Struktur. Abschließend werden die elektronischen Strukturen der AOS mit denen der korrespondierenden TCO verglichen. KW - Dünnschichtsysteme KW - Experimentelle partielle Zustandsdichte KW - Intrinsische Bandlückenzustände KW - Metalloxide KW - resonate Photoelktronenspektroskopie (resPES) Y1 - 2016 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:co1-opus4-40356 UR - https://opus4.kobv.de/opus4-btu/frontdoor/index/index/docId/4035 ER - TY - CHAP A1 - Henkel, Karsten A1 - Haeberle, Jörg A1 - Müller, Klaus A1 - Janowitz, Christoph A1 - Schmeißer, Dieter ED - Fornari, Robert T1 - Preparation, properties and electronic structure of SnO₂ T2 - Single Crystals of Electronic Materials N2 - This chapter reports about tin oxide (SnO₂), a material which belongs to the transparent conducting oxide family and is best characterized by its high conductivity, high carrier mobility, and the ability to form p-type conductivity. We correlate these properties in terms of localized intrinsic electronic defect states which are resolved by resonant photoelectron spectroscopy measurements. We describe SnO₂ in terms of an inhomogeneous, mixed-ionic-covalent semiconductor in which these intrinsic electronic defects state are stabilized. KW - electronic structure KW - tin oxide (SnO₂) KW - resonant photoelectron spectroscopy KW - intrinsic defect states Y1 - 2018 SN - 978-0-08-102096-8 SN - 978-0-08-102097-5 SP - 547 EP - 572 PB - Elsevier, Woodhead Publishing CY - Duxford ER -