Dr. Ilka Hermes

Gruppenleiterin Korrelative Rasterkraftmikroskopie
am Leibniz-Institut für Polymerforschung Dresden e.V.

Hohe Str. 6
01069 Dresden

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Mit korrelativer elektrischer und nanomechanischer Rasterkraftmikroskopie (AFM) wollen wir die Oberflächeneigenschaften funktioneller Materialien unter Ausübung externer Stimuli auf der Nanoskala abbilden.

Mit einer nanometerfeinen Spitze am Ende eines Biegebalken tastet Rasterkraftmikroskopie (AFM) Proben ab und bildet über die Verbiegung des Balkens durch Wechselwirkungskräfte Oberflächenstrukturen ab. Dabei erreicht AFM räumliche Auflösungen im sub-nanometer Bereich im realen Raum. Das besondere Potenzial von AFM liegt darin, dass neben hochaufgelöster Topografiedarstellung auch elektrische, mechanische, piezoelektrische und magnetische Oberflächeneigenschaften detektiert und abgebildet werden können. Unsere Arbeit zielt darauf ab, funktionelle Materialien ganzheitlich durch verschiedene AFM Methoden und weitere (makroskopische) Messtechniken zu charakterisieren. Hierbei sind wir vor allem an in-situ Messungen auf responsive Materialien interessiert, die auf externe Stimuli reagieren, unter anderem elektrische Spannung, optische Anregung oder mechanischer Stress. Dazu nutzen wir fortgeschrittenes Kelvin probe AFM zur Abbildung von Ladungsprozessen, conductive AFM zur Darstellung von lokalen Leitfähigkeiten, sowie nano- und elektromechanische AFM Methoden.

• Hermes, I. M.; Best, A.; Winkelmann, L.; Mars, J.; Vorpahl, S.M.; Mezger, M.; Collins, L.; Butt, H.-J.; Ginger, D.S.; Koynov, K.; Weber, S.A.L., Anisotropic carrier diffusion in single MAPbI3 grains correlates to their twin domains, Energy Environ. Sci., 2020, 13, 11, 4168-4177.
  https://doi.org/10.1039/D0EE01016B
• Hermes, I. M.; Bretschneider, S.A.; Bergmann, V.W.; Li, D.; Klasen, A.; Mars, J.; Tremel, W.; Laquai, F.; Butt, H.-J.; Mezger, M.; Berger, R.; Rodriguez, B.J.; Weber, S.A.L., Ferroelastic Fingerprints in Methylammonium Lead Iodide Perovskite, J. Phys. Chem. C, 2016, 120, 10, 5724-5731.
  https://doi.org/10.1021/acs.jpcc.5b11469
• Hermes, I. M.; Hou, Y.; Bergmann, V.W.; Brabec, C.J.; Weber, S.A.L., The Interplay of Contact Layers: How the Electron Transport Layer Influences Interfacial Recombination and Hole Extraction in Perovskite Solar Cells, J. Phys. Chem. Lett., 2018, 9, 21, 6249-6256.
  https://doi.org/10.1021/acs.jpclett.8b02824
• Weber, S.A.L., Hermes, I. M.; Turren-Cruz, S.-H.; Gort, C.; Bergmann, V.W.; Gilson, L.; Hagfeldt, A.; Graetzel, M.; Tress, W.; Berger, R., How the formation of interfacial charge causes hysteresis in perovskite solar cells, Energy Environ. Sci., 2018, 11, 9, 2404-2413.
  https://doi.org/10.1039/C8EE01447G
• Axt, A.; Hermes, I. M.; Bergmann, V.W.; Tausendpfund, N.; Weber, S.A.L., Know your full potential: Quantitative Kelvin probe force microscopy on nanoscale electrical devices, Beilstein J. Nanotechnol., 2018, 9, 1, 1809-1819.
  https://doi.org/10.3762/bjnano.9.172