Atomar maßgeschneiderte Grenzflächen in ultradünnen ferroelktrischen Heterostrukturen - Elektronentheoretische ab-initio-Berechnungen von lokalen elektronischen Strukturen und inneren elektrischen Feldern

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Für epitaktische Heterostrukturen aus ferroelektrischen Schichten und elektronisch leitenden Elektroden sollen in diesem Teilprojekt mikroskopische Einflüsse von lokalen Atom- und Elektronenstrukturen an den Kontaktflächen auf elektrostatische Felder im Innern der Schichten mittels elektronentheoretischer ab-initio-Berechnungen quantitativ bestimmt werden. Untersucht werden sollen als ferroelektrische Schichten die Perowskit-Materialien (Ba,Sr)TiO3 und Pb(Ti,Zr)O3, als Elektroden das Übergangsmetall Pt und die Perowskit-Verbindung SrRuO3. Superzellenmodelle für Heterostrukturen aus jeweils nur wenigen Einheitszellen dicken, (001)-orientierten und kohärent aneinander gefügten Schichten sollen strukturell und kompositionell möglichst gleich wie mit Laser-MBE hergestellte Schichtsysteme (Teilprojekt Dittmann) aufgebaut sein. Die ab-initio-Berechnungen sollen relaxierte Strukturmodelle, dreidimensionale Elektronendichte- und elektrostatische Potentialfelder sowie lokale elektronische Zustandsdichten, zum quantitativen Vergleich mit atomar aufgelösten Elektronenmikroskopie-Abbildungen und mit Nahkanten-Feinstrukturen in Elektronenenergieverlustspektren (Teilprojekt Mayer), sowie mit ferroelektrischen Polarisationszuständen (Teilprojekt Lichte) für symmetrische und asymmetrische Anordnungen der ferroelektrischen und elektronisch leitenden Schichten liefern.