Neue funktionale Schichtsysteme auf der Basis künstlicher heteroepitaktischer Mehrlagenstrukturen aus Übergangsmetalloxiden

基于过渡金属氧化物人工异质外延多层结构的新型功能层系统

• 批准号: 5413145
• 负责人: Professor Dr. Werner Mader
• 金额: --
• 依托单位: Department of Electronic and Electrical Engineering
• 依托单位国家: 德国
• 项目类别: Priority Programmes
• 财政年份: 2003
• 资助国家: 德国
• 起止时间: 2002-12-31 至 2004-12-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://gepris.dfg.de/gepris/projekt/5413145?language=en
• 关键词: Neue; funktionale; Schichtsysteme; auf; der

Durch die in den vergangenen Jahren gemachten enormen Fortschritte in der Dünnschichttechnologie oxidischer Materialien lassen sich diese Materialien ähnlich wie bei der Heteroepitaxie von Halbleitern heute kontrolliert lagenweise in komplexen Heterostrukturen herstellen. Dies eröffnet einerseits die Möglichkeit, die sehr vielseitigen physikalischen Eigenschaften von Oxiden (z.B. supraleitend, halbleitend, magnetisch, magnetoresistiv, ferroelektrisch, nichtlinear optisch) in funktionalen Schichtsystemen gezielt zu integrieren und dadurch Materialsysteme mit neuarigen oder verbesserten Eigenschaften zu erzeugen. Andererseits können mit Hilfe der künstlich erzeugten Schichtsysteme neue physikalische Fragestellungen untersucht werden. Im Rahmen des beantragten Vorhabens sollen neuartige Schichtsysteme auf der Basis von Übergangsmetalloxiden mit Hilfe von Laser-Molekularstrahlepitaxie (L-MBE) synthetisiert und ihre strukturellen, elektronischen und magnetischen Eigenschaften untersucht werden. Der Schwerpunkt soll dabei auf der Integration von elektronischen und magnetischen Eigenschaften liegen. Dies soll durch das gezielte Einbringen von magnetischen Ionen in isolierende, halbleitende oder leitende Oxide in Form von künstlichen Übergitterstrukturen erfolgen. Die künstlich erzeugte Lagenstruktur ermöglicht ein gezieltes "Spin-Engineering", wodurch es möglich erscheint, neuartige (anti)ferromagnetische Halbleiter und metallische Systeme mit hoher Spinpolarisation zu synthetisieren, wie sie für Anwendung in der Spinelektronik benötigt werden. Für die Entwicklung eines fundierten mikroskopischen Verständnisses der integrierten Materialsysteme soll durch hochauflösende Transmissionselektronenmikroskopie (HRTEM, EFTEM) sowie durch Elektronennergieverlust-Spektroskopie (EELS) die genaue kristalline Anordnung der künstlichen Festkörper bestimmt werden. Hierbei spielt vor allem das Veständnis von Grenzflächen, Defektstrukturen oder Inhomogenitäten der Zusammensetzung eine entscheidende Rolle. Die strukturellen Daten sollen mit den magnetischen und elektrischen Transporteigenschaften korreliert werden. Besonders hervorzuheben für oxidische Materialien ist die Möglichkeit, die Sauerstoffverteilung mittels der Fokusserienrekonstruktion von Hochauflösungsaufnahmen oder Großwinkel-Dunkelfeldabbildungen in TEM lokal zu untersuchen. Das Philips CM300UT der Universität Bonn stellt eines der wenigen Geräte weltweit dar, in dem beide Methoden mit quasi-atomarer lateraler Auflösung angewandt werden können. Durch die systematische Korrelation von Defektstruktur und physikalische Eigenschaften soll die Grundvoraussetzung für die kontrollierte Entwicklung neuartiger funktionaler Schichtsysteme geschaffen werden.

在最近几年里，Dünschichttechnologie氧化材料领域的研究人员发现，这种材料与Halbleitern的Heteroepitaxie一样，在复杂的Heterostrukturen herstellen中得到了控制。Dies eröffnet einerseits die Möglichkeit，die sehr vielseitigen physikalischen Eigenschaften von Oxiden（z.B. supraleitend，halbleitend，magnetisch，magnetoelectric，ferroelektrisch，nichtlinear optisch）在功能Schichtsystemen gezielt zu integrieren und dadministrative Materialsysteme mit neuarigen oder verbesserten Eigenschaften zu erzeugen。Andererseits können mit Hilfe der künstlich erzeugten Schichtsysteme neue physikalische Fragestellungen untersucht韦尔登.本文以激光分子束（L-MBE）辅助金属氧化物合成及其结构、电、磁特性为基础，研究了一种新型的固体电解质体系。Schwerpunkt可以用于集成电和磁的本征值。Dies soll durch das gezielte Einbringen von magnetischen Ionen in isolierende，halbleitende or der leitende Oxide in Form von künstlichen Übergitterstrukturen erfolgen. Die künstlich erzeugte Lagenstruktur ermöglicht ein gezieltes“Spin-Engineering”，woddings möglich erscheint，neuartige（anti）ferromagnetische Halbleiter und metallische Systeme mit hoher Spinpolarisation zu synthetisieren，wie sie für Anwendung in der Spinelektronik benötigt韦尔登. Für die Entwicklung eines fundierten mikroskopischen Verständnisses der integrierten Materialsysteme soll durch hochauflösende Transmissionselektronenmikroskopie（HRTEM，EFTEM）sowie durch Elektronennergieverlust-Spektroskopie（EELS）die genaue kristalline Anordnung der künstlichen Festkörper bestimt韦尔登。这是一个非常重要的问题，它是由一个特殊的角色组成的，它是由一个特殊的角色组成的。该结构数据与磁和电力运输相关韦尔登有关。根据氧化物质主义的观点，在TEM中局部存在Hochauflösungsaufnahmen或Großwinkel-Dunkelfeldabbildungen的Fokusserienreconstruktion中的Sauerstoffverteilung mittels。波恩大学的飞利浦CM 300 UT带有一个小的Geräte weltweit dar，采用带有准原子侧向Auflösung angewandt韦尔登的方法。由于Defektstruktur和physikalische Eigenschaften的系统相关性，因此基本的控制系统可以用于韦尔登。