Von Pr2O3 zu PrO2 - Interdisziplinäre Studie zum Einfluss von Volumen- und Oberflächendefekten auf Materialeigenschaften geordneter Praseodymoxid-Schichten

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Die Leistungsfähigkeit oxidischer Werkstoffe wird stark von Defektstrukturen beeinflusst. Hochleistungsoxide in den bedeutenden Technologien Mikroelektronik und Katalyse werden daher oft durch sehr ähnliche Phänomene der Grundlagenphysik und –chemie in ihrer Wirkung limitiert. Durch eine interdisziplinäre Verknüpfung der Expertise aus Mikroelektronik und Katalyse sowie der Oberflächen- und Dünnfilmphysik sollen fundamentale Fragen bezüglich der Struktur, Ordnung und Dynamik von Volumen- und Oberflächendefekten in komplexen Oxidsystemen geklärt werden. Als Modellsystem dienen epitaktische Praseodymoxidschichten (PrOx; x = 1.5 - 2), die mit hoher Strukturkontrolle auf Si(111) hergestellt werden. Dieses Modellsystem ist sowohl in der Katalyse (Redoxkatalysatoren) als auch in der Mikroelektronik („engineered Si wafer“) von Bedeutung. Aus der Komplexität des Praseodym/Sauerstoff-Phasendiagramms ergeben sich zahlreiche Möglichkeiten, aber auch viele offene Fragen bei der Erzeugung maßgeschneiderter Filmeigenschaften. In vier Arbeitspaketen sollen, vor dem Hintergrund der Rolle von Volumen- und Oberflächendefekten, Erkenntnisse über die Struktur und Reaktivität der Oberflächen, Struktur und Ordnung im Sauerstoff-Untergitter, CeO2/PrO2-Mischoxidphasen und die Metall-Praseodymoxid Wechselwirkung gewonnen werden.