Electrically switchable integrated magneto-optic functionalized structures

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Mit Hilfe magneto-optisch aktiver Materialien (z.B. Bi3Fe5O12) kann die Polarisationsrichtung von linear polarisiertem Licht gedreht werden. Zur Zeit werden solche Materialien lediglich auf speziellen Substraten (z.B. Gd3Ga5O12) abgeschieden. Um deren Eigenschaften als eine neue Funktion für Mikroelektromechanische-Systeme oder für die integrierte Optik zugänglich zu machen, ist eine Integration auf Si bzw. MgO notwendig. Die Verknüpfung der beiden verschiedenen Materialwelten stellt hierbei eine große Herausforderung dar. Damit die Integrationsmöglichkeit dieser elektrokeramischen Funktionsstruktur auf Silizium verstanden werden kann, sollen in diesem Vorhabenm mit der Methode der gepulsten Laserablation ausgewählte Pufferschichten auf das Substrat aufgebracht werden. Darauf gilt es das magneto-optisch aktive Material abzuscheiden. Speziell von Interesse ist das Interface zwischen den Schichten sowie das Schichtwachstum und der Einfluss auf die Funktion des Materials, was eine umfangreiche Analyse erfordert. Ebenso ist es wichtig, die physikalischen Grundlagen, z.B. welche Dotierungen in den Materialien zur Drehung der Polarisationsrichtung beitragen, zu erarbeiten. Einerseits erhöht z.B. Bi die Faraday-Drehung, andererseits führt eine zu hohe Dotierung von Bi zu starken Verspannungen im Gitter. Dieses wirkt sich negativ auf eine erwünschte inplane Magnetisierung aus. Neben einer modellmäßigen Beschreibung ist hierzu eine Analyse der magneto-optischen Eigenschaften unterschiedlicher Variationen des Materials (z.B. Lu2.05Bi0.95Fe3.8Ga1.2O12) vorgesehen.