In-situ Untersuchung der Wachstumskinetik von mittels gepulster Laserdeposition beschichteter, magnetoelektrischer Oxidschichtsysteme und deren Einfluss auf die Eigenschaften der magnetoelektrischen Kopplung

• Antragstellerinnen / Antragsteller: Professor Dr. Tilo Baumbach; Professorin Dr. Dagmar Gerthsen, seit 1/2023
• Fachliche Zuordnung: Herstellung und Eigenschaften von Funktionsmaterialien ; Experimentelle Physik der kondensierten Materie
• Förderung: Förderung von 2019 bis 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 412136875

Das Ziel des Projekts besteht darin, ein grundlegendes Verständnis für das Wachstum komplexer Oxide, hergestellt mittels gepulster Laserdeposition (PLD), zu erlangen, um die Optimierung der Wachstumsparameter zur Herstellung multiferroischer Oxidsysteme von hoher technischer Relevanz zu ermöglichen.In diesem Projekt werden wir experimentell die Struktur der Oxidfilme in Abhängigkeit von den Wachstumsparametern bestimmen und deren Einfluss auf die magnetischen und ferroelektrischen Eigenschaften untersuchen. Die Hauptaufgabe besteht darin, die Entwicklung der kristallinen Filmstruktur und die Grenzflächeneigenschaften dieser Materialien während des Wachstums in-situ zu untersuchen, indem modernste In-situ-Röntgenstreumethoden für Synchrotronstrahlung in einer einzigartigen In-situ-PLD-Kammer integriert werden, ergänzt durch anschließende Charakterisierung nach dem Wachstum durch Elektronenmikroskopie, Rastersondenmikroskopie und elektrische und magnetische Messungen. Auf diese Weise wollen wir zum Verständnis kinetischer Prozesse während des Wachstums beitragen, die zu Einzel- und Mehrfachschichten mit hervorragender Kristall- und Grenzflächenqualität mit verbesserter Multiferroizität führen können. Die zu untersuchenden Systeme umfassen sowohl homogene multiferroische Systeme (LuFeO3/Lu2FeO4) als auch multiferroische Mehrlagenschichtsysteme (BaFe12O19 (BaM)/Ba0.5Sr0.5TiO3 (BSTO)), d.h. Multischichten, die aus ferroelektrischen und (anti)-ferromagnetischen Komponenten bestehen.Um dieses Ziel zu erreichen, vereint das Projekt deutsche und tschechische Forschungsgruppen mit einem starken Hintergrund in Theorie, Methoden und Instrumenten für das In-situ-Dünnschichtwachstum und die Röntgencharakterisierung, in der Transmissionselektronenmikroskopie und in deren Anwendung zur Untersuchung der Wachstumskinetik und kristalline Struktur dünner Filme und Nanostrukturen, ergänzt durch ein großes magnetisches Labor für magnetometrische Untersuchungen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Tschechische Republik
• Partnerorganisation: Czech Science Foundation
• Kooperationspartner: Professor Dr. Václav Holy
• Ehemaliger Antragsteller: Professor Dr. Reinhard Schneider, bis 1/2023