Zu Schön, um wahr zu sein!Kann man von einem genialen Fälscher

etwas lernen?Bruno Gompf

• Der Fall

• Der Verdacht

• Der Bericht der Kommission

Datenrecycling

Unrealistische Präzision

Ergebnisse im Widerspruch zur Physik

• Auswirkungen auf die Wissenschaft

• ... und viele Fragen offen

Der Fall

Masse:

J.H.Schön hat mit 32 Jahren über 100 Veröffentlichungen:

davon 38 in 2000 und 45 in 2001(alle 8 Tage eine)

davon 17 in Nature und Science in 2000 und 2001

etwa 60 Arbeiten bei Bell Labs (Koautor Batlogg)

etwa 40 Arbeiten in Konstanz (Koautor Bucher)

Klasse:

(kleine Auswahl an Spitzenergebnissen an organischen Kristallen):

Elektrisch gepumpter Halbleiterlaser, quantisierter und fraktionierter Quantenhalleffekt, Metall-Isolator Übergang, feldinduzierte Supraleitung, einstellbarer Josephson weaklink, ballistischer Transport

Ausgewählte Beispiele:

Injektionslaser auf der Basis eines organischen

Kristalls J.H.Schön, Ch.Kloc, A. Dodabalapur, B.Batlogg Science 289

599 (2000)

Kopplung zweier Supraleiter durch einen Isolator

J.H.Schön, Phys.Rev.B 65 052502 (2001)

Zusammenfassung der verschiedenen beobachtbaren Phänomene in einem Pentazen-Einkristall

J.H.Schön, Ch.Kloc, B.Batlogg, Physik Journal 1 33 (2002)

Der Verdacht

Trotz intensiver Bemühungen wurde keines dieser Resultate reproduziert

Im Mai 2002 erste öffentliche Anschuldigungen und

Einsetzung einer unabhängigen Kommission

Output-Charakteristik (Vout vs. Vin) von Inverterschaltungen bestehend aus zwei Pentazen MOSFET‘s (oben) bzw. zwei verschiedenen SAMFETs,

ScienceNow 20 May 2002

Der Bericht der Kommission

Mitglieder der Kommission waren:

Malcolm R. Beasley, Supriyo Datta, Herwig Kogelnik, Herbert Kroemer, Dan Monroe,

Aufgabe der Kommission war es möglichst schnell zu klären, ob wissenschaftliches Fehlverhalten vorliegt. Dafür wurden 25 Veröffentlichungen ausgesucht, die auf 3 Klassen von Verdächtigungen untersucht wurden:

Substititution von Daten

Unrealistische Präzision der Daten

Resultate im Widerspruch zur Physik

Es wurden nicht alle Veröffentlichungen untersucht, für wissenschaftliches Fehlverhalten wurden die Kriterien der U.S Federal Policy on Research Misconduct herangezogen

Liste der untersuchten Veröffentlichungen

„Report of the Investigation Committee on the Possibility of Scientific Misconduct in the Work of Hendrik Schön and Coauthers“

http://www.lucent.com/news_events/researchreview.html/

„Report of the Investigation Committee on the Possibility of Scientific Misconduct in the Work of Hendrik Schön and Coauthers“

http://www.lucent.com/news_events/researchreview.html/

Resultate

Bei den untersuchten Veröffentlichungen wurden alle relevanten Arbeiten, wie die Herstellung der Proben, die Messungen und die Auswertung der Daten von J.H.Schön alleine durchgeführt

Für keine der bahnbrechenden Resultate gibt es direkte Zeugen

Es gibt keine Laborbücher

Alle Rohdaten sind gelöscht

Es existieren keine funktionierenden Proben mehr

Schön selbst ist nicht mehr in der Lage die Ergebnisse zu reproduzieren

Es war der Kommission daher nicht möglich die Anschuldigungen direkt zu bestätigen oder zu

widerlegen

DatenrecyclingJ.H.Schön, A. Dodabalapur, Z. Bao, Ch. Kloc, O. Schenker, B,

Batlogg „Gate induced superconductivity in a solution-processed

organic polymer film“ Nature 410 189 (2001)

J.H.Schön hat keine Erklärung für diese

Beobachtung

„Report of the Investigation Committee“ http://www.lucent.com/news_events/researchrevie

w.html/

Erzeugung von MessdatenJ.H.Schön, Ch. Kloc, B, Batlogg

„Superconductivity at 52 K in hole-doped C60“

Nature 408 549 (2000)

J.H.Schön hat ausgesagt, die Daten analytisch generiert zu haben, und sie dann mit dem gemessenen TC und Nullen für den Tieftemperatur-bereich verbunden zu haben. „I thought a smoother curve would look much better...“

„Report of the Investigation Committee“ http://www.lucent.com/news_events/researchrevie

w.html/

Unrealistische PräzisionJ.H.Schön, M.Dorget, F.C.Beuran, C.Z.Zu, E.Arushanov, C.Deville

Cavellin, M.Lagues

„Superconductivity in CaCuO2 as a result of field-effect doping“Nature 414 434 (2001)

Mit normalen Messaufbauten können etwa 12 Größenordungen gemessen

werden

„Report of the Investigation Committee“ http://www.lucent.com/news_events/researchrevie

w.html/

Die Schlüsseltechnologie:Herstellung der Oxidschichten

J.H.Schön„Sputtering of alumina thin films for field-effect

doping“unpublished

0 10 20 3010-11

10-9

10-7

10-5

10-3

10-1

Ramp Speed 10-1 V/s

Room Temperature

Cur

rent

Den

sity

(A

/cm

2 )

Electrical Field (MV/cm)

10-4 10-3 10-2 10-1 1000

5

10

15

20

25

30

35

40

Al2O

3 / RT

Bre

akdo

wn

Fie

ld (

MV

/cm

)

Ramp Speed (V/s)

8x10-3

6x10-3

4x10-3

2x10-3

0

0,00,2

0,4

0,6

5

10

15

20

25

Bre

akd

ow

n F

ield

(M

V/c

m)

Pressure (m

bar)

Rate (Å/s)0 10 20 30 40 50 60

0

10

20

30

40

50

10-3 V/s

RT

Ebr*

Num

ber

Breakdown Field (MV/cm)

3,5 4,0 4,5

25

30

Ebr*

(MV

/cm

)

1000/T (1/K)

Histogramm aus 600 Proben; Sputterzeit pro Schicht etwa 1h

Abhängigkeit der max. Durchschlagfeldstärke von Druck und Depositionsrate: 36 Parameter a 150 Proben = 5400 Messungen

Mit der im Diagramm angegebenen Sweeprate von 0.001 V/s und 365 d a 24 h Messzeit

ergeben sich 2,4 Jahre

„Report of the Investigation Committee“ http://www.lucent.com/news_events/researchrevie

w.html/

Perfekter Gauss-Fit Typische Durchschlagsfeldstärken zeigen Weibull-Verteilung, mit Häufung an der intrinsischen Durchschlagsfeldstärke

„Report of the Investigation Committee“ http://www.lucent.com/news_events/researchrevie

w.html/

Durchbruchsfeldstärke: ED ~ -log A

ED ~ 1/T

Zeit bis Durchbruch: tD ~J-1~ exp(-E)

Kleine Flächen, tiefe Temperaturen, kurze Messzeiten,

sehr geringe Ausbeuten!

„Report of the Investigation Committee“

http://www.lucent.com/news_events/researchreview.html/

Ergebnisse im Widerspruch zur Physik

Scharfer Übergang in 2-D Supraleiter: Widerspruch zu bekannter Physik!

Oberhalb der Sprungtemperatur erwartet man durch Fluktuationen in den supraleitenden Zustand einen niedrigeren, unterhalb durch den

Kosterlitz-Thouless-Übergang einen von 0 verschiedenen Widerstand.

Sehr breiter Übergang!

„Report of the Investigation Committee“ http://www.lucent.com/news_events/researchrevie

w.html/

Schlussfolgerung der Kommission

In fast allen untersuchten Arbeiten konnte J.H.Schön wissenschaftliches Fehlverhalten nachgewiesen werden, bei den restlichen Arbeiten verbleiben zumindest erhebliche Zweifel

Ob die behaupteten Resultate tatsächlich beobachtet wurden, wie von Schön weiterhin behauptet wird, kann nur von unabhängigen wissenschaftlichen Gruppen bestätigt oder wiederlegt werden

Keiner der Mitautoren hat gegen die Bestimmungen der U.S. Ferderal Policy on Research Misconduct verstoßen

Ob alle Mitautoren ihrer wissenschaftlichen Verantwortung immer gerecht geworden sind, bedarf zumindest in einem Fall einer weiteren Diskussion

„Bei allem was man hört, ist J.H.Schön ein hart arbeitender und produktiver Wissenschaftler. Viele seiner Koautoren... loben seine

bescheidene Art und sein tiefes Verständnis vieler Aspekte der Festkörperphysik. Er hat unbe-streitbar seine Fähigkeit bewiesen, in sich schlüssige und stimulierende Veröffentlichungen zu schreiben..“

„Report of the Investigation Committee“ http://www.lucent.com/news_events/researchreview.html/

Auswirkungen auf die Wissenschaft

J.H.Schön, Ch.Kloc, B.Batlogg, Phys.Rev.B 63 2445201 (2001)

Electronic Structure of the Pentacene Single Crystal: Relation to Transport Properties

J.Cornil, J.Ph.Calbert, J.L.Bredas, J.Am.Chem.Soc 123 1250 (2001)

„This leads to very large values of 608 and 588 meV for the valence and conduction bandwidth, repectively. These large calculated bandwidth are fully consistent with recent experimental estimates on the order of 500 meV“ [J.H.Schön, Ch.Kloc, B.Batlogg, Science 288 2338 (2000)]

High-Temperature Superconductivity in Lattice-Expand C60

J.H.Schön, Ch.Kloc, B.Batlogg, Science 293 2432 (2001)

Structure of Haloform Intercalated C60 and its Influence on Superconductive Properties

R.E.Dinnebier, O.Gunnarsson, H.Brumm, E.Koch, P.W.Stephens, Ashfia Huq, M.Jansen, Science 296 109 (2002)

„We have performed tight-binding band structure calculations for the surface layer. In spite of the slight expansion of the layers, for the range of dopings where a large TC has been observed, the density of states at the Fermi energy is smaller for C60 (CHCl2) and C60 (CHBr3) than for C60. This suggest that the lattice expansion alone cannot explain the increase of TC“

...und viele Fragen offen

• Was ist mit den Arbeiten, die nicht von der Kommission untersucht wurden?

Für die Arbeiten aus Konstanz ist eine eigene Kommission eingerichtet worden

bis zum Beweis des Gegenteils sollte man alle Arbeiten von J.H.Schön mit Vorbehalt lesen

(Stell dir vor es geht und keiner kriegt’s hin)

• Was ist mit den wissenschaftlichen Fragestellungen?

Der Ansatz bleibt richtig! Die intrinsischen Eigenschaften organischer Halbleiter lassen sich nur an Einkristallen untersuchen. Hier sind noch viele wissenschaftliche Fragen offen.

• Muss die Verantwortlichkeit der Koautoren neu geklärt werden?

In Deutschland nicht. In den „Vorschlägen zur Sicherung guter wissenschaftlicher Praxis“ der DFG heisst es eindeutig:

Autorinnen und Autoren wissenschaftlicher Veröffentlichungen tragen die Verantwortung für deren Inhalt stets gemeinsam. Eine sogenannte Ehrenautorenschaft ist ausgeschlossen.