Grenz- und Oberflächen von ferroischen Schichten

• Antragstellerin: Professorin Dr. Sibylle Gemming
• Fachliche Zuordnung: Experimentelle Physik der kondensierten Materie
• Förderung: Förderung von 2003 bis 2010
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 5470500

• Erstellungsjahr: 2015

Zusammenfassung der Projektergebnisse

Das Projekt hatte die dichtefunktional-basierte Modellierung struktureller und elektronischer Zustände an den Oberflächen und Grenzflächen nanostrukturierter ferroischer Perowskit-Materialien zum Ziel. Es wurde gezeigt, dass (1) die Leitfähigkeit an Domänengrenzen des multiferroischen BiFeO3 mit einer lokalen Potentialverschiebung korreliert, die durch die lokale atomistische Struktur bedingt ist, (2) analoge Modifikationen des Kristallpotentials für die Ferroelektrizität des BaTiO3 verantwortlich sind, (3) die frei beweglichen Ladungsträger an Grenzflächen von SrTiO3/LaAlO3-Multilagen durch zusammensetzungsbedingte lokale Ladungsumverteilungen entstehen, (4) ein lokal erhöhtes magnetisches Moment an dotierten Korngrenzen in SrTiO3 und TiO2 resultiert, und sich (5) komplexe magnetische Kopplungen durch vektoriell spinpolarisierte DFT als Parameter für die Heisenberg-Modellierung berechnen lassen.

Projektbezogene Publikationen (Auswahl)

• “Impurity and vacancy clustering at the Σ3(111)[1-10] grain boundary in strontium titanate.”, Chem. Phys. 309 (1): 3-13 (2005)
  Gemming, S., Schreiber, M.
  
• “Modelling Ferroic Functional Elements”, Proceedings of MMM 2006 - Third International Conference on Multiscale Materials Modeling, Stuttgart: Fraunhofer IRB Verlag, ISBN 3-8167-7206-4, 835-842, (2006)
  Gemming, S., Alsheimer, W.; Luschtinetz, R.; Seifert, G.; Loppacher, Ch.; Eng, L.M.
  
• “SrTiO3(001)|LaAlO3(001) multilayers: A density-functional investigation.”, Acta Mater. 54 (16): 4299-4306 (2006)
  Gemming, S., Seifert, G.
  
• “X-ray investigation, highresolution electron holography, and density functional calculations of single-crystalline BaTiO3.”, Phys. Rev. B 74 (13): 134116 (2006)
  Rother, A., Reibold, M., Lichte, H., Leisegang, T., Levin, A.A., Paufler, P., Meyer, D.C., Gemming, S., Chaplygin, I., Seifert, G., Ormeci, A., Rosner, H.
  
• “Density functional investigation of the (113)[-110] twin grain boundary in TiO2 anatase and its influence on magnetism in diluted magnetic semiconductors.“, Phys. Rev. B 76, 045204 (2007)
  Gemming, S.; Janisch, R.; Schreiber, M.; Spaldin, N. A.
  
• “Modelling Ferroic Functional Elements”, J. Comput.-Aided Mater. Des., 14 211-218 (2007)
  Gemming, S.; Alsheimer, W.; Luschtinetz, R.; Seifert, G.; Loppacher, Ch.; Eng, L.M.
  
• “Polymorphism in Ferroic Functional Elements”, Eur. Phys. J. S.T., 149 145-171 (2007)
  Gemming, S., Luschtinetz, R., Chaplygin, I., Seifert, G., Loppacher, C., Eng, L. M., Kunze, T., Olbrich C.
  
• „Theoretical Investigation of Interfaces.”, in: Sibylle Gemming, Michael Schreiber, Jens-Boie Suck: “Materials for Tomorrow”, Berlin - Heidelberg - New York: Springer, 2007, ISBN 978-3-540-47970-3, 91-122
  Gemming, S., Schreiber, M.
  
• “Ab-initio calculation of exchange interactions in YMnO3“, Comp. Mater. Sci. 44 79-81 (2008)
  Novák, P; Chaplygin, I.; Seifert, G.; Gemming, S.; Laskowski, R.
  
• “Conduction at domain walls in oxide multiferroics“, Nature Mat. 8, 229-234 (2009)
  Seidel, J.; Martin, L. W.; He, Q.; Zhan, Q.; Chu, Y.-H.; Rother, A.; Hawkridge, M. E.; Maksymovych, P.; Yu, P.; Gajek, M.; Balke, N.; Kalinin, S. V.; Gemming, S.; Wang, F.; Catalán, G.; Scott, J. F.; Spaldin, N. A.; Orenstein, J.; Ramesh, R.
  
• „First-principles study of ferroelectric domain walls in multiferroic bismuth ferrite“, Phys. Rev. B, (2009)
  Lubk, A., Gemming, S., Spaldin, N.A.