Zusammenhang zwischen Nanostruktur, mechanischer Flexibilität und Materialeigenschaften in ferroischen Dünnfilmen mit mesoporösen Architekturen

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Dieses Projekt beschäftigt sich mit der Frage, wie sich nanoskalige Dimensionen und geometrische Einengungseffekte in (multi-)ferroischen Dünnfilmen mit mesoporösen Gerüststrukturen auf die Materialeigenschaften auswirken. Ebenso soll geklärt werden, ob und inwiefern diese mit der mechanischen Flexibilität der nanokristallinen Architekturen korrelieren. Ausgangspunkt ist die templatgerichtete Präparation und Charakterisierung verschiedener weichmagnetischer und piezo-/ferroelektrischer Oxide. Durch geeignete Wahl des strukturdirigierenden Agens und der anorganischen Vorläuferverbindungen lassen sich sowohl der Gitterparameter als auch die Porenorientierung und -wanddicke sowie die Kristallitgröße der mesoporösen Festkörper variieren. Das Ziel hierbei ist eine diskrete Veränderung der mechanischen Charakteristika, die mittels in situ-Streuexperimenten bestimmt werden sollen. Des Weiteren ist geplant, neben oxidischen Modellsystemen auch nicht-oxidische Dünnschichtmaterialien mit nanoskaligen Porenstrukturen und hartmagnetischen Eigenschaften durch metallothermische Reduktionsprozesse herzustellen und systematisch zu untersuchen. Über neue Erkenntnisse zu materialwissenschaftlichen Aspekten hinaus sollen mit diesem Projekt grundlegende Fragestellungen zu physikalisch-chemischen Eigenschaften auf der Nanometerskala geklärt werden.