Abbasli, MadadMadadAbbasli2025-06-182025-06-182025https://dspace.ub.uni-siegen.de/handle/ubsi/6991This thesis investigates the growth, structural characteristics, and stability of ultrathin films of the lead-free perovskite CsSnBr3 (cesium tin bromide) on Au(111) and Au(100) substrates under ultra-high vacuum (UHV) conditions. Motivated by the need for environmentally friendly alternatives to lead-based perovskites in optoelectronic applications, this work employs a combination of scanning tunneling microscopy (STM), low-energy electron diffraction (LEED), and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) to explore the fundamental properties of CsSnBr3 films. The study examines the behavior of precursor molecules, CsBr and SnBr2, on both gold surfaces, revealing distinct growth patterns and the influence of substrate symmetry on adsorption and subsequent film formation. Co-deposition of these precursors leads to the formation of CsSnBr3 films, the structure of which is analyzed in detail. A tetramer phase on the (001) surface of CsSnBr3 is confirmed through atomically resolved STM imaging and supported by density functional theory (DFT) calculations. Furthermore, XPS analysis provides insights into the chemical composition of the films and elucidates the degradation mechanisms upon exposure to air, highlighting the critical role of Sn4+ formation in the degradation process. The findings demonstrate that UHV-grown CsSnBr3 films initially exhibit a favorable Sn2+ oxidation state but degrade rapidly to include Sn4+ states upon air exposure, underscoring the importance of encapsulation for maintaining stability. This research advances the understanding of lead-free perovskite film growth and stability while offering valuable insights for the development of stable, efficient, and environmentally friendly optoelectronic devices.Diese Arbeit untersucht das Wachstum, die strukturellen Eigenschaften und die Stabilität ultradünner Schichten des bleifreien Perowskits CsSnBr3 (Cäsium-Zinn-Bromid) auf Au(111)- und Au(100)-Substraten unter Ultrahochvakuum (UHV)-Bedingungen. Motiviert durch den Bedarf an umweltfreundlichen Alternativen zu bleibasierten Perowskiten in optoelektronischen Anwendungen, kombiniert diese Arbeit Rastertunnelmikroskopie (STM), Niederenergie - Elektronenbeugung (LEED) und Röntgenphotoelektronenspektroskopie (XPS), um die grundlegenden Eigenschaften von CsSnBr3-Filmen zu erforschen. Die Studie beginnt mit der Untersuchung des Verhaltens der Vorläufermoleküle CsBr und SnBr2 auf beiden Goldoberflächen und zeigt unterschiedliche Wachstumsmuster sowie den Einfluss der Substratsymmetrie auf deren Adsorption und anschließende Filmbildung. Die Co-Deposition dieser Moleküle führt zur Bildung von CsSnBr3-Filmen, deren Struktur im Detail analysiert wird. Insbesondere wird die Bildung einer Tetramerphase auf der (001)-Oberfläche von CsSnBr3 durch atomar aufgelöste STM-Aufnahmen bestätigt und durch Dichtefunktionaltheorie (DFT)-Berechnungen gestützt. Darüber hinaus liefert die XPS-Analyse Einblicke in die chemische Zusammensetzung der Filme und klärt die Abbaumechanismen bei Luftkontakt auf, wobei die entscheidende Rolle der Sn4+-Bildung im Abbauprozess hervorgehoben wird. Die Ergebnisse zeigen, dass UHV-gewachsene CsSnBr3-Filme anfänglich einen günstigen Sn2+-Oxidationszustand aufweisen, aber bei Luftkontakt schnell zu Sn4+-Zuständen abgebaut werden, was die Bedeutung der Verkapselung zur Aufrechterhaltung der Stabilität unterstreicht. Diese Forschung trägt nicht nur zum Verständnis des Wachstums und der Stabilität bleifreier Perowskitfilme bei, sondern liefert auch wertvolle Erkenntnisse für die Entwicklung stabiler, effizienter und umweltfreundlicher optoelektronischer Bauelemente.en530 PhysikScanning Tunneling Microscopy (STM)RastertunnelmikroskopieLow Energy Electron Diffraction (LEED)X-ray Photoelectron Spectroscopy (XPS)Ultra-High Vacuum (UHV)Molecular Beam Epitaxy (MBE)Density Functional Theory (DFT)Vacuum suitcaseTin perovskiteNiederenergie-ElektronenbeugungRöntgen-PhotoelektronenspektroskopieUltrahochvakuumMolekularstrahlepitaxieDichtefunktionaltheorieVakuum-TransferkammerZinn PerowskitDoctoral ThesisCarsten Busseurn:nbn:de:hbz:467-69914