Bildung, Stabilität und Struktur nanoskaliger Phasen in funktionellen Oxidkristallen und ihre Auswirkung auf die Materialwissenschaft

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Ziel des Vorhabens ist es, die mikroskopischen Ursachen für die spektakuläre, reversible Veränderung der strukturellen und röntgenoptischen Eigenschaften von SrTiO3 durch externe Felder mit hoch orts- und energieaufgelösten experimentellen und theoretischen Methoden zu quantifizieren. Daraus sollen ingenieurtechnische Gesetzmäßigkeiten abgeleitet werden, die diesen Effekt, der vom Projektpartner Dr. D.C. Meyer beobachtet wurde, für eine Anwendung als steuerbarer Röntgenmonochromator erschließen. Zum Einsatz kommen analytische und hochauflösende Transmissionselektronenmikroskopie zur Messung der strukturellen und spektroskopischen Eigenschaften, sowie Dichtefunktionaltheorie zur Berechnung struktureller, mechanischer, elektronischer und optischer Charakteristika. Die Kombination beider Ansätze hat sich in der ersten Förderphase zur Untersuchung der Stabilität und Verteilung von Ruddlesden- Popper-Schichten und ihrer elektronischen Eigenschaften bestens bewährt. Besonderes Augenmerk gilt nun dem Einfluss der Elektroden auf die Struktur und die elektronischen Eigenschaften am Kontakt zum Oxid. Ausgehend von berechneten und gemessenen Daten soll ein interpolierender Modellansatz entwickelt werden, mit dem die Abhängigkeit der röntgenoptischen Eigenschaften vom externen elektrischen Feld für dünne SrTiO3-Schichten in Abhängigkeit von strukturellen Defekten quantifiziert werden kann.