Promotionsvortrag von Lukas Kesper

In den letzten Jahren hat sich die Forschung zu 2D-Materialien aufgrund der Popularität von Graphen massiv ausgeweitet. Die erstaunlichen elektronischen und mechanischen Eigenschaften von Graphen haben Aufmerksamkeit erweckt und einen neuen Bereich der Festkörperphysik eröffnet. Es zeigte sich, dass verschiedene Elemente der Gruppe IVA und darüber hinaus in nur einer Monolage (ML) als Honigwabenstruktur stabil sind. Obwohl das chemical engineering zweidimensionaler Elementmaterialien sowie das von Heterostrukturen intensiv vorangetrieben wurde, ist das grundlegende Verständnis der Synthese von 2D-Materialien noch nicht vollständig. Strukturelle Parameter, wie die Welligkeit des Wabengitters, das sogenannte buckling, oder die Grenzflächenstruktur eines 2D-Materials zum Substrat, wirken sich direkt auf seine elektronischen Eigenschaften aus. Um das Verständnis des elementspezifischen Wachstums voranzutreiben, wird in dieser Arbeit eine Studie über die strukturelle Entwicklung des vielversprechenden 2D-Materials Germanen auf Ag(111) präsentiert. Sie bietet einen Überblick über Germaniumformationen, die bei verschiedenen Schichtdicken entstehen, wie die Ag2Ge-Oberflächenlegierung (SAP), die striped Phase (SP) und die gemischte Phase (MP), bis hin zu quasi-freistehendem Germanen (QFG). Mit Hilfe bewährter Oberflächenanalysemethoden, wie der niederenergetischen Elektronenbeugung (LEED), wird die langreichweitige und hohe Ordnung der epitaktisch gewachsenen Ge-Strukturen nachgewiesen. Mittels hochauflösender Photoelektronenspektroskopie (XPS) mit Synchrotronstrahlung wird die interne Struktur und Grenzflächenstruktur aller Germanen-Phasen aufgelöst. Zudem kann die klare Unterscheidung zwischen allen Phasen anhand ihrer elektronischen Struktur gezeigt und der Nachweis von chemisch freistehendem Germanen auf Ag(111) erbracht werden. Die zusätzlich durchgeführte Photoelektronenbeugung (XPD) ermöglicht die Darstellung spezifischer Strukturmodelle ausgewählter Germanenphasen mit besonderem Augenmerk auf die strukturellen Parameter und elektronischen Wechselwirkungen an der Grenzfläche. Außerdem wird die SAP mit einer Deckschicht aus Al2O3 bedeckt, um seine strukturelle Entwicklung als verborgene Zwischenschicht zu untersuchen. Diese Arbeit bietet einen Ausblick auf die Synthese vielversprechender Germanenphasen auf Ag(111) und zeigt die Möglichkeit, diese Strukturen vor Umgebungsbedingungen zu schützen.