Mechanismus und Kinetik der elektrochemischen Interkalation von Sauerstoff in dünne Ln2NiO4+ -Schichten (Ln = La, Pr, Nd)

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Mittels elektrochemischer Interkalation können bereits bei Raumtemperatur die Sauerstoffstöchiometrie und somit die elektrischen, magnetischen und optischen Eigenschaften der Oxonickelate LnNiO4 d (Ln = La, Pr, Nd) gezielt eingestellt werden. Voraussetzung für den Einsatz des Materialsystems als Bestandteil von elektronischen Bauelementen, als Sensor oder als Sauerstoffionenleiter ist die Klärung der Dünnschichteigenschaften.Momentan vorgeschlagene Sauerstofftransportmodelle verdeutlichen, daß ein Bedarf an zuverlässigen Daten zur Kinetik des Sauerstoffeinbaus besteht. Insbesondere für dünne Schichten fehlen systematische Untersuchungen zum Einfluß der Sauerstoffnichtstöchiometrie, des Gefüges, der Dotierungen und des jeweiligen Seltenerdmetalles auf den Interkalationsprozeß. Die Methoden der Wahl zur Aufklärung der Transportmechanismen in mittels Laserablation hergestellten dünnen LnNiO4 5-Schichten (Ln = La, Pr, Nd) sind die In-situ-Verfolgung des Sauerstoffeinbaus (Kombination von Nanowaage und elektrochemischer Zelle) und der Einsatz von Markern (18O-Einbau mit nachfolgender ortsauflösender Sekundärionenmassenspektrometrie). Der Sauerstoffgehalt soll mit ebenfalls in situ zu messenden elektrischen (Vierpuntkwiderstandsmessung) und optischen (IR- und Ramanspektroskopie) Eigenschaften korreliert werden.