In situ TEM-Untersuchungen von elektrochemischen Prozessen beim remanenten Widerstandsschalten in Perowskit-Metall-Heterostrukturen

• Antragsteller: Professor Dr. Christian Jooss
• Fachliche Zuordnung: Herstellung und Eigenschaften von Funktionsmaterialien
• Förderung: Förderung von 2011 bis 2015
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 198497167

Trotz des nahezu universellen Auftretens in unterschiedlichsten Materialkombinationen erweist sich der Effekt des elektrisch induzierten Widerstandsschaltens in Metall- Oxid-Sandwichstrukturen als ein äußerst komplexes und in den Mechanismen unverstandenes Phänomen. Abhängig von der Elektrodengeometrie und der elektrischen Vorgeschichte können unterschiedliche Schaltphänomenologien auftreten. Vieles deutet auf die Sauerstoffanionenmigration als mikrostrukturelle Ursache remanenter Widerstandsänderungen hin. Von besonderem Interesse sind dabei korrelierte Oxide, bei denen elektrochemischen Prozesse zu Änderungen der Dotierung und der Korrelationsmechanismen führen. In diesem Projekt sollen daher die remanente Widerstandsänderung zweier Perowskit-Oxide, Pr1-xCaxMnO3 und SrTiO3, mit unterschiedlich starker Elektron-Phonon-Kopplung mittels in-situ Transmissionselektronenmikroskopie untersucht werden. Diese Methode bietet einzigartige Möglichkeiten, das Zusammenspiel von Mikrostruktur, lokalen Spannungen, elektrochemischen Prozessen und ihre Auswirkungen auf die lokalen elektrischen Transportmechanismen mit hoher Auflösung zu bestimmen. Die Besonderheiten der Präparation elektronentransparenter Proben und die speziellen Gegebenheiten in einem TEM-System erfordern dabei einen systematischen Vergleich mit makroskopischen Messungen, um die Übertragbarkeit der Ergebnisse zu gewährleisten.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen