Kationordnung durch Atomlagenengineering von starkkorrelierten elektronischen Oxiden

• Antragsteller: Professor Dr. Vasily Moshnyaga; Vladimir Roddatis, Ph.D.
• Fachliche Zuordnung: Experimentelle Physik der kondensierten Materie ; Herstellung und Eigenschaften von Funktionsmaterialien
• Förderung: Förderung von 2017 bis 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 387838520

Dieser Antrag ist fokussiert auf chemische (substitutionelle) A- und B-platz Kationunordnung in dünnen oxidischen Schichten mit der Summenformel ABO3. Diese Materialeien mit starken elektronischen Korrelationen und Elektron-Phonon-Kopplung zeigen gekoppelte Phasenübergänge, die sehr interessant für die fundamentale Physik sowie auch für Anwendungen sein können. Die Kationunordnung, die durch chemische Substitution (Dotierung) zustande kommt, beeinflusst die o.g. Phasenübergange stark, unterdrückt deren Übergangstemperatur und schirmt das intrinsische Verhalten der korrelierten Oxide ab.Wir schlagen eine Wachstumsmethode der korrelierten Oxide vor, die auf einer in-situ gesteuerten Atomlagenepitaxie und auf Verspannungsengineering basiert; beide sind im Rahmen einer metallorganischen Aerosoldeposition (MAD) realisiert. Die A-Platz geordneten Modifikationen von drei- (3D) und zweidimensionalen (2D) Perowskiten sowohl auch B-Platz geordnete Doppelperowskiten werden eptaktisch im Form von künstlichen Übergittern hergestellt, in welchen lagenweise und/oder schachbrettartige Typen von Kationordnung erreicht werden. Durch die Anwendung von Substrate mit und ohne Gitteranpassung werden die geordneten Perowskite in einem verspannten und spannungsfreien Zustand aufgewachsen. Globale und lokale Kristallstruktur und chemische Zusammensetzung werden mittels Röntgendiffraktometrie/Reflektometrie als auch mit Rastersondemikroskopie und Transmission-elektronenmikroskopie bis auf die atomare Skala untersucht. Verteilungen von lokalen Gitterverspannungen und elektronischen Ladungen werden bis zur atomare Skala quantifiziert. Die Einflüsse der Kationordnung auf die elektrischen und magnetischen Eigenschaften von künstlich geordneten Perowskitgittern und auf die Tc-Erhöhung werden aufgeklärt.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen