Laserdepositionsanlage für dünne Schichten
Final Report Abstract
Die Laserdepositionsanlage wird bisher ausschließlich für die Epitaxie von Schichtsystemen aus komplexen Übergangsmetalloxiden eingesetzt. Sie wird von 3-4 Doktoranden und 1-2 Postdoktoranden ständig genutzt. Die Arbeitsgruppe stellt alle untersuchten Dünnschichtproben selbst her, das waren typischerweise ca. 300-400 Proben pro Doktorarbeit. Die publizierten Arbeiten liegen im Bereich Magnetismus und Ferroelektrizität / Multiferroika und stehen meistens im Zusammenhang mit dem SFB 762 „Funktionalität oxidischer Grenzflächen“. Die Arbeitsgruppe ist ein zentraler Probenhersteller im SFB. Ein Schwerpunkt der Forschungsarbeiten seit der Inbetriebnahme der PLD-Anlage betrifft den Einfluss elastischer (epitaktischer / reversibler) Dehnungen auf Eigenschaften magnetischer und ferroelektrischer Oxidschichten des Typs ABO3. Es wurde insbesondere ein einkristallines piezoelektrisches Substrat (0.72PbMg1/3Nb2/3O3-0.28PbTiO3) für reversible Dehnungen verwendet, das aufgrund der leicht reaktiven PbO x-haltigen Oberfläche für einige der aufgewachsenen Oxide umfangreiche Wachstumsstudien erforderte. Es wurden magnetische Einzelschichten, Supergitter und ferroelektrische Schichtsysteme auf PMN-PT präpariert. Durch Röntgendiffraktometrie konnte eine vollständige Dehnungsübertragung vom Substrat in die Schichten nachgewiesen und ihre lineare elastische Reaktion (Poissonzahl) ermittelt werden. Die auf diese Weise gut bekannten epitaktischen Dehnungen erlaubten eine direkte Messung der Dehnungsabhängigkeit der funktionsrelevanten Eigenschaften ferroischer Schichtsysteme. Dazu gehören unter anderem die Magnetisierung, die Ramanstreuung, ferroelektrische Domänenwandgeschwindigkeiten und der flexoelektrische Effekt. Auch selbstorganisierte kolumnare multiferroische Kompositschichten (CoFe2O4-BaTiO3) wurden durch alternierende Laserablation von zwei Targets hergestellt. Einen zweiten Schwerpunkt bilden atomar definierte kohärente Grenzflächen zwischen zwei Oxiden. Hier konnte im Rahmen der Doktorarbeit von S. Das gezeigt werden, wie die atomare Terminierung die Art und die Stärke der magnetischen Austauschkopplung bestimmt (am Bsp. La0.7Sr0.3MnO3-SrRuO3).
Publications
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