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Charakterisierung von LaNiO3-basierten Übergittern mittels transmissionselektronenmikroskopischer Methoden

Detemple, Eric - Technische Universität Darmstadt (2012)


Diese Arbeit befasst sich mit der Charakterisierung der Mikrostruktur von Übergittern auf der Basis von LaNiO3 mittels Verfahren der Transmissionselektronenmikroskopie, wobei vor allem die rasternde Transmissionselektronenmikroskopie in Kombination mit Elektronenenergieverlustspektroskopie verwendet wurde. Da die Einzelschichtdicke, das verwendete Substratmaterial oder das Material, das mit LaNiO3 kombiniert wird, die makroskopischen Eigenschaften solcher Übergitter beeinflussen können, wird untersucht, inwiefern diese Parameter auch die Mikrostruktur verändern. Es wird die hohe Qualität der Übergitter wie unter anderem die perfekte Epitaxie nachgewiesen und gezeigt, dass die Schärfe der Grenzfläche, z.B. LaNiO3-LaAlO3 gegenüber LaAlO3-LaNiO3, unterschiedlich sein kann.

Zudem stellt sich heraus, dass das Substrat einen wesentlichen Einfluss auf die Mikrostruktur der Schichten hat. So bilden sich in auf SrTiO3 aufgewachsenen Übergittern aufgrund der polaren Diskontinuität wenige Nanometer große Nickeloxidpartikel an der Grenzfläche zwischen Substrat und Schicht. Dagegen findet man in Schichten auf (La,Sr)AlO4 zwei Arten von Ruddlesden-Popper-Fehlern. An Oberflächenstufen des Substrats bilden sich ausgedehnte planare Ruddlesden-Popper-Fehler. Desweiteren führen lokale Stapelfehler, die sich durch kleine Unregelmäßigkeiten im Wachstumsprozess formen können, zu dreidimensionalen Ruddlesden-Popper-Fehlern.


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