@phdthesis{Richter2013, author = {Richter, Matthias Hermann}, title = {Excitons and Polarons in resonant Auger decay processes}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:co1-opus-29816}, school = {BTU Cottbus - Senftenberg}, year = {2013}, abstract = {Im Rahmen dieser Arbeit wird die elektronische Struktur von organischen Halbleitern, Graphen und {\"U}bergangsmetall (TM)-Oxyden (Co-PI als Katalysator f{\"u}r die Wasserspaltung), unter Nutzung von Synchrotron-Strahlung basierter Spektroskopie, untersucht. Der Schwerpunkt liegt hierbei bei den exzitonischen und polaronischen Effekten. F{\"u}r eine genaue Beschreibung der elektronischen Struktur dieser Materialien m{\"u}ssen auch Elektron-Phonon- und Elektron-Elektron-Wechselwirkungen, sowie Polarisation und exzitonische Effekte in Betracht gezogen werden. Von Exzitonen und Polaronen als lokalisierte Bandl{\"u}ckenzust{\"a}nde ist bekannt, dass diese die optischen Materialeigenschaften beeinflussen k{\"o}nnen. Dieser Einfluss kann im resonanten Auger Zerfall aufgedeckt werden. Sogar in TM-Oxyden k{\"o}nnen Polaronen und Exzitonen als Konsequenz von einem Sauerstoff 2p nach TM3d Ladungstransfer beobachtet werden. Hierf{\"u}r sind die folgenden drei Materialklassen f{\"u}r die Untersuchungen des Einflusses von Exzitonen und Polaronen im resonanten Auger Zerfall ausgew{\"a}hlt worden. Erstens wird die Existenz von lokalisierten polaronischen und exzitonischen Zust{\"a}nden anhand von Poly(3-hexylthiophene-2,5-diyl) (rr-P3HT) und Phenyl-C61-butyric acid methyl ester (PCBM) untersucht, welche als Lichtabsorber in organischen Solarzellen eingesetzt werden. Die Existenz von 2D-Polaronen, Singulett-Exzitonen und Triplett-Exzitonen wird f{\"u}r rr-P3HT belegt, wohingegen f{\"u}r PCBM nur Singulett-Exzitonen beobachtet werden. Singulett-Exzitonen zeigen ihren Einfluss auf den resonanten Auger Zerfall durch einen kombinierten Spectator-Participator (S+P) Auger Zerfall im π*-Band. Zweitens wird f{\"u}r eine ausf{\"u}hrliche Diskussion der (S+P) Zerf{\"a}lle hoch orientierter pyrolytischer Graphit (HOPG) untersucht. F{\"u}r Graphen, als eine Monolage HOPG, in dem keine Van-der-Waals-Kr{\"a}fte wirken, k{\"o}nnen weitere Kombinationen von Auger Zerf{\"a}llen beobachtet werden: ein Doppel Spectator (S+S) und ein Doppel Spectator (S+S)* Auger-Gain Zerfall im π*-Band. Drittens wird Co-PI (Kobaltoxyd-Verbindung) untersucht. Es handelt sich hierbei um ein TM-Oxyd welches als Katalysator f{\"u}r die Sauerstoffentwicklung in photoelektrochemischen Zellen verwendet wird. Selbst lokalisierte Exzitonen werden durch resonante Anregung eines Rumpfelektrons in einem selbst lokalisierten Lochzustand erzeugt und erm{\"o}glichen dadurch einen kombinierten Auger Zerfall (S+P). F{\"u}r jeden der neuartigen Auger Zerfallsprozesse {(S+P), (S+S) und (S+S)*} wird ein Zerfallsmodell vorgestellt.}, subject = {Exziton; Polaron; Auger-Effekt; Exziton; Polaron; Auger Zerfall; Exciton; Polaron; XAS; resPES; Auger decay}, language = {en} } @phdthesis{Michling2013, author = {Michling, Marcel Frank}, title = {Spektroskopische Untersuchungen an organischen Materialien und Metalloxiden}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:co1-opus-29014}, school = {BTU Cottbus - Senftenberg}, year = {2013}, abstract = {Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurde mit Synchrotron-basierenden, optischen und Elektronen-basierenden Methoden die elektronischen Eigenschaften zweier unterschiedlicher Materialklassen untersucht. Der Fokus lag dabei im besonderen auf der Bestimmung der Größe der Bandl{\"u}cke/HOMO-LUMO-L{\"u}cke und ihre Abhängigkeit der verwendeten Methode. Die zwei unterschiedliche Materialklassen, welche untersucht wurden sind folgende: Erstens die organischen Systeme Cobalt-Phthalocyanin und Fulleren. An Ihnen wird der Einfluss der verwendeten Messmethoden aufgezeigt und die sich draus ergebenen HOMO- LUMO-L{\"u}cken (elektronisch, Volumen, Oberfläche, optisch) diskutiert. Es zeigt sich, dass die optische Methode (Ellipsometrie) generell den kleinsten Wert und die elektronischen Methoden (XPS, XAS) den größten Wert ergeben. Die Gr{\"u}nde daf{\"u}r werden ausf{\"u}hrlich diskutiert. Durch die Kombination von XPS- , XAS- und Ellipsometrie-Messungen war es möglich die Orientierung der aufgedampften CoPc-Molek{\"u}le auf den SiO2-Substrat zu bestimmen. Zweitens wurden die Metalloxide HfO2, Al2O3, In2O3 und Ga2O3 aufgrund ihrer großen technologischen Bedeutung untersucht. Mit Hilfe von ALD Zyklus-f{\"u}r-Zyklus Experimenten konnten die elektronischen Eigenschaften von HfO2 in Abhängigkeit der ALD- Zyklenzahl und das Wachstum von HfO2 in den ersten Zyklen studiert werden. Auf Basis der XPS- und EELS-Ergebnisse wurde ein Wachstumsmodell entwickelt. Es wird ebenfalls der Einfluss einer Dipolschicht an der Grenzfläche HfO2/SiO2 auf die Größe der Bandl{\"u}cke in den EELS-Messungen diskutiert. Mittels resonanten Photoemission wurde ein neuer Auger-Mechanismus (3-Loch-Auger-Prozess) in den Oxiden gefunden. Dieser hat seine Ursache in Defekten. Defekte f{\"u}hren auch zu einer Fano-Anti-Resonanz, welche an der O1s-Absorptions-Kante beobachtet und diskutiert wird.}, subject = {Spektroskopie; Metalloxide; Spektroskopie; Organik; Metalloxide; Bandl{\"u}cke; 3h-Auger; Spectroscopy; Organics; Metal oxides; Band gap; 3h-Auger}, language = {de} }