Gezielte Veränderung der Grenzflächenstruktur von epitaktisch-verspannten Seltenenerden-Nickelatheterostrukturen
Physikalische Chemie von Festkörpern und Oberflächen, Materialcharakterisierung
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Ziel des Projekts war es, die Manipulationsmöglichkeiten der LaNiO3-Struktur und der elektrischen Eigenschaften durch Strukturierung zu untersuchen. Wir untersuchten systematisch LaNiO3-LaGaO3-Übergitter, um die Bedeutung des relativen Schichtdickenverhältnisses der einzelnen Schichten zu verstehen. Die Schichten wurden durch gepulste Laserabscheidung (ALD) auf SrTiO3-Substraten abgeschieden. Dedizierte und optimierte TEM-Proben wurden mittels optimierter Focused Ion Beam (FIB) Querschnittspräparation hergestellt. Für AC- HRTEM-Experimente wurden optimierte Abbildungsbedingungen (negative Cs imaging) verwendet, um HRTEM-Bilder von Sauerstoff-Atomsäulen zu erhalten und das lokale Anordnung der Sauerstoff-Oktaeder zu bestimmen. Es wurden begleitende spektroskopische Analysen (EDX), Bildsimulationen und quantitative Analysen der HRTEM-Bilder durchgeführt. Wir verglichen die erhaltenen Ergebnisse mit elektrischen Transportmessungen und Röntgenabsorptionsspektroskopie. Zu den wichtigsten Ergebnissen und Highlights gehörte die Beobachtung, dass die physikalischen Eigenschaften von LaNiO3 durch das relative Schichtdickenverhältnis der einzelnen Lagen eingestellt werden können, was sich aus unterschiedlich rekonstruierten Bindungslängen und -winkeln ergibt. Dies zeigt, dass die geschickte Wahl der zweiten Schichtkomponente und die Einstellung der Dicke in Gesamtsystem wichtige Mechanismen zur Einstellung der Eigenschaften in komplexen Oxiden darstellen.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
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Atomic-scale investigation of nickelate-based perovskite superlattices, Poster presentation at Microscopy Conference 2023, Darmstadt
F. Misjak, R. Ortiz, D. Geiger, M.K. Kinyanjui, E. Benckiser & U. Kaiser
