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Wachstum von LSMO in Abhängigkeit vom Sauerstoffdruck (schematisch)

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. Bei PLD wird das material durch Laserpulse schlagartig erhitzt, verdampft, und beschichtet das Substrat. 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), La_0.8Sr_0.2MnO₃ (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.