Wachstum von LSMO in Abhängigkeit vom Sauerstoffdruck (schematisch)

© Giada Franceschi/IAP

Wachstum von LSMO in Abhängigkeit vom Sauerstoffdruck (schematisch)

Für die genaue Untersuchung von Oberflächen werden wohldefinierte Proben benötigt; für viele Untersuchungsmethoden sind Einkristalle notwendig. Leider sind ausreichend große Einkristalle für viele interessante Materialien nicht erhältlich. Das Wachstum dünner Schichten mit pulsed laser deposition (PLD) ist die beste Methode, Schichten komplexer Oxidmaterialien mit wohldefinierter Stöchiometrie und Kristallstruktur herzustellen. Allerdings ist das Wachstum dieser Schichten sehr empfindlich auf die genauen Wachstumsbedingungen; die Herstellung kristalliner, atomar flacher Schichten mit der gewünschten Zusammensetzung ist alles andere als trivial.

In unserem Labor kombinieren wir PLD mit anderen Methoden der Oberflächenphysik (STM, LEED, XPS, LEIS) um das Wachstum von Oxidschichten im Detail zu verstehen und zu steuern. Sobald der Zusammenhang zwischen den Einflussgrößen (Temperatur, Sauerstoffdruck, …) und den Eigenschaften der Schicht verstanden ist, können auch Schichten von Vielkomponentensystemen mit nahezu perfekten Oberflächen hergestellt werden; diese Proben stehen dann für weitere Untersuchungen zur Verfügung.

Beispiele solcher von uns hergestellten Schichten sind: SrTiO3(110), La0.8Sr0.2MnO3 (LSMO) mit (110)- und (001)-Orientierung, TiO2 Anatas, Ti- und Ni-dotierter Hämatit Fe2O3(11̅02), und In2O3(111). Diese Proben werden nicht nur für unsere Arbeit verwendet, sondern auch auch für die Forschung von internationalen Kooperationspartnern.

  • M. Riva, G. Franceschi, Q. Lu, M. Schmid, B. Yildiz, U. Diebold
    Pushing the detection of cation nonstoichiometry to the limit
    Physical Review Materials     3, 043802 (2019); doi: 10.1103/PhysRevMaterials.3.043802

  • M. Riva, G. Franceschi, M. Schmid, U. Diebold
    Epitaxial growth of complex oxide films: Role of surface reconstructions
    Physical Review Research     1, 033059 (2019); doi: 10.1103/PhysRevResearch.1.033059

  • G. Franceschi, F. Kraushofer, M. Meier, G. S. Parkinson, M. Schmid, U. Diebold, M. Riva
    A model system for photocatalysis: Ti-doped α-Fe2O3(11̅02) single-crystalline films
    Chemistry of Materials     32, 3753 (2020); doi: 10.1021/acs.chemmater.9b04908

  • G. Franceschi, M. Wagner, J. Hofinger, T. Krajňák, M. Schmid, U. Diebold, M. Riva
    Growth of In2O3(111) thin films with optimized surfaces
    Physical Review Materials     3, 103403 (2019); doi: 10.1103/PhysRevMaterials.3.103403