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Oxidschicht Modellierung

Elektrochemischer Oxidschichtwachstum

Oxidschichtwachstum wird über verschiedene Grenzflächenreaktionen und den Transport von Kristalldefekten über die Schicht modelliert. Die Reaktionsgeschwindigkeit hängt dabei von den Potentialänderungen an den Grenzflächen Metall/Oxidschicht und Oxidschicht/Umgebung ab. Die Potentialverteilung innerhalb der Schicht wird über die Ladungsdichte in der Schicht berechnet. Diese setzt sich zusammen aus den Ladungen der Kristalldefekte und der Elektronen und Löcher.

Zwischen dem Metall und der Oxidschicht, sowie zwischen der Schicht und der Umgebung gibt es Grenzflächen über die das Potential linear abfällt. Dieser Potentialabfall bestimmt die Kinetik der elektrochemischen Reaktionen. Das Potential innerhalb der Schicht bestimmt den Transport der geladenen Teilchen (Defekte, Elektronen und Löcher) innerhalb der Schicht.

In diesem Forschungsprojekt befassen wir uns mit der Modellierung von Oxidschichten auf Metallelektroden. Oxidschichten spielen unter anderem eine große Rolle im Korrosionsschutz oder in der Halbleiterindustrie. Die Modellierung von Oxidschichten vertieft das Verständnis der ablaufenden physikalischen und chemischen Prozesse während des Schichtwachstums und kann dabei helfen die Prozesse an den Schnittstellen zwischen Elektrode und Halbleiter oder Halbleiter und Umgebung besser zu verstehen und so zum Beispiel Korrosionsschäden zu verhindern.

Kontakt

Dr.-Ing. Ingmar Bösing

UFT 2210

0421 218 63388

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Relevante Literatur

Ingmar Bösing, Jorg Thöming, and Fabio La Mantia. "Modeling of electrochemical oxide film growth–impact of band-to-band tunneling." Electrochimica Acta 406 (2022): 139848.

Ingmar Bösing, Fabio La Mantia, and Jorg Thöming. "Modeling of electrochemical oxide film growth - a PDM refinement." Electrochimica Acta 406 (2022): 139847.

Ingmar Bösing, Georg Marquardt, and Jorg Thöming. "Effect of heat treatment of martensitic stainless steel on passive layer growth kinetics studied by electrochemical impedance spectroscopy in conjunction with the point defect model." Corrosion and materials degradation 1.1 (2020): 77-91.