Arbeitsgruppe Hövel
Wir untersuchen Nanostrukturen im Sinne eines Zwischenbereiches zwischen Atom und Festkörper. Um die größenabhängigen Veränderungen exakt studieren zu können werden insbesondere massenselektierte "Cluster", das heißt Nanopartikel mit einigen wenigen bis hin zu einigen tausenden Atomen genutzt. Diese werden im Ultrahochvakuum erzeugt und mit einer Ionenoptik nach ihrer Masse selektiert. Für Cluster aus bis zu etwa 50 Atomen gelingt dies bis auf das einzelne Atom genau. Will man das enorme Potenzial der oft neuartigen und stark größenabhängigen Eigenschaften der Cluster für Anwendungen wie zum Beispiel in der Katalyse oder in der Nanoelektronik nutzen, müssen sie im Allgemeinen auf eine Oberfläche aufgebracht werden. Hierdurch entstehen neue Herausforderungen. In der Probenpräparation gelingt es uns die Cluster sanft und stabil auf speziell hierfür hergestellte Oberflächen zu deponieren. Für die physikalische Interpretation erzeugt die Kopplung an die Oberfläche eine zusätzliche Komplexität, aber auch neue und interessante Effekte. Als Messmethoden werden vor allem Rastertunnelmikroskopie und -spektroskopie sowie Photoelektronenspektroskopie genutzt, aber auch weitere Untersuchungsmethoden wie zum Beispiel Elektronenbeugung oder optische Spektroskopie kommen zum Einsatz. Ultrahochvakuum und tiefe Temperaturen bis zu 5 K ermöglichen die Herstellung und Untersuchung auch sehr empfindlicher Probensysteme. Weiterhin erlauben die tiefen Temperaturen Messungen mit höchster Orts- und Energieauflösung. In der Richtung auf zukünftige Anwendungen suchen wir so nach neuartigen "Clustermaterialen", welche die Eigenschaften der Cluster-Oberflächen Systeme nutzen und möglichst auch bei Temperaturen bis hin zu Raumtemperatur oder höher stabil bleiben.