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Zusammenhang zwischen Nanostruktur, mechanischer Flexibilität und Materialeigenschaften in ferroischen Dünnfilmen mit mesoporösen Architekturen

Antragsteller Dr. Torsten Brezesinski
Fachliche Zuordnung Physikalische Chemie von Festkörpern und Oberflächen, Materialcharakterisierung
Förderung Förderung von 2011 bis 2015
Projektkennung Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 210010543
 
Erstellungsjahr 2015

Zusammenfassung der Projektergebnisse

Das Projekt „Zusammenhang zwischen Nanostruktur, mechanischer Flexibilität und Materialeigenschaften in ferroischen Dünnfilmen mit mesoporösen Architekturen“ hat zur Entwicklung einer Vielzahl von geordnet-mesoporösen Metalloxidfilmen mit Schichtdicken im Submikrometerbereich geführt, deren Eigenschaften teilweise erheblich durch die nanoskaligen Dimensionen und andere Faktoren (Verspannungen usw.) beeinflusst werden. So konnte unter anderem gezeigt werden, dass bei Raumtemperatur magnetische Eisen-Granat-Dünnfilme mit einer leichten Magnetisierungsachse senkrecht zur Ebene des Substrates durch nasschemische Beschichtungsverfahren hergestellt werden können. Der zugrunde liegende Effekt wurde gemeinsam mit Partnern am Rudjer Boskovic Institut und der Universität Porto aufgeklärt. Zudem gelang die Präparation von phasenreinem Blei-Zirkonat-Titanat. Die Verwendung spezieller einkristalliner Substrate führte dabei zur Ausbildung einer biaxialen Textur und zu einer guten makroskopischen Polarisierbarkeit des Materials. Des Weiteren konnte eine Reihe von hexagonalen Seltenerd-Orthoferriten synthetisiert werden, was zeigt, dass diese Phase auf der Nanometerskala in mesoporösen Dünnfilmen stabilisiert werden kann. Erste Untersuchungen sowie Literaturdaten deuten auf eine Koexistenz verschiedener ferroischer Ordnungsphänomene hin. Für ein detaillierteres Bild sind jedoch weitere Messungen notwendig, da Fremdphasen und Verunreinigungen die Eigenschaften stark beeinflussen. Ebenso konnte das Potential von in situ Röntgenkleinwinkelstreuung unter streifendem Einfall für die strukturelle Charakterisierung von Dünnschichtproben gezeigt werden. Darüber hinaus wurde das Projekt zum Ausgangspunkt neuer Arbeiten, wie zum Beispiel der Entwicklung Elektrolyt-gesteuerter flüssig/fest Kompositsysteme und der Beschichtung von Metalloxidfilmen mittels Atomlagenabscheidung zur Herstellung hochstrukturierter Komposite und Stabilisierung mesoporöser Architekturen. Zusammenfassend konnten mit diesem Projekt, neben neuen Erkenntnissen zu materialwissenschaftlichen Aspekten, einige grundlegende Fragestellungen zu physikalisch-chemischen Eigenschaften auf der Nanometerskala geklärt werden.

Projektbezogene Publikationen (Auswahl)

 
 

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