Mechanismus der Bildung von Zweitphasen auf SrTiO3-Oberflächen: Einfluß von Dotierung, Sauerstoffpartialdruck und Oberflächenpräparation

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Strontiumtitanat (SrTiO3) findet u.a. als schneller resistiver Sauerstoffsensor bei hohen Temperaturen Anwendung. Die unter bestimmten Bedingungen auftretenden isolierenden Strukturen (z.B. SrO) auf der Oberfläche erniedrigen die Empfindlichkeit. Über den Einfluß von Art und Konzentration der Dotierung, des Sauerstoffpartialdrucks sowie der Glühtemperatur und -zeit und die Bildung dieser und anderer Zweitphasen herrscht keine Klarheit. Es ist daher das Ziel dieses interdisziplinären Gemeinschaftsvorhabens, den Bildungsmechanismus der Oberflächenstrukturen zu ermitteln. Hierzu sollen die chemische Zusammensetzung und die elektronische Struktur der verschiedenen Oberflächenbereiche experimentell bestimmt werden sowie die vermutlich geschwindigkeitsbestimmende Diffusion der Kationen im oberflächennahen Volumen und auf der Oberfläche mittels Tracermethoden quantifiziert werden, während die Topologie mittels direktabbildender Elektronen-Mikroskopie charakterisiert wird. Die an Einkristallen gewonnenen Erkenntnisse sollen sodann zusammen mit den Daten aus den entsprechenden Messungen an polykristallinen SrTiO3-Filmen in einem Modell der Bildungskinetik der Zweitphasen zusammengefaßt werden. Dieses Modell soll Strategien zur Vermeidung der Bildung isolierender Bereiche aufzeigen.