Bildungskinetik und Struktur von vergrabenen Nanokristallen magnetischer 3d- und 4f-Übergangsmetalle im wide-band-gap Halbleiter SiC

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Im Rahmen dieses Projektes sollen Bildung und Eigenschaften vergrabener Nanokristallite aus magnetischen 3d- und 4f-Übergangsmetallen in hexagonaler SiC-Matrix untersucht werden. Die Strukturen werden durch Hochdosis-Ionenimplantationen im Energiebereich von wenigen 100 keV bis zu einigen MeV und nachfolgenden gezielten Anlasschritten hergestellt. Neben elektrischen und optischen Verfahren sollen schwerpunktmäßig Methoden der analytischen Transmissionselektronenmikroskopie zur detaillierten Charakterisierung eingesetzt werden, insbesondere im Hinblick auf ein grundlegendes Verständnis der Bildungskinetik. Durch Bildsimulationen zu Experimenten in Hochauflösung und atomar-aufgelöster Z-Kontrast-Raster-Transmissionselektronenmikroskopie lassen sich morphologische und strukturelle Eigenschaften der Nanokristalle innerhalb der hexagonalen Matrix einem grundlegenden Verständnis zuführen. Im Einzelnen sollen die Größenverteilung, Morphologie, Orientierungsbeziehung, Struktur, Grenzflächenstruktur, chemische Zusammensetzung und Verspannung der Nanokristalle und in ausgewählten Fällen deren elektronische Struktur und magnetische Eigenschaften charakterisiert werden. Auf der Basis der Ergebnisse wird sich dann das Potential für Anwendungen auf dem aktuellen Feld der isolierten magnetischen Quantenpunkte abschätzen lassen.