Strukturbildung und Stickstoffeinbau in Oxidnitriden

• Applicant: Professor Dr. Matthias Wuttig
• Subject Area: Experimental Condensed Matter Physics
• Term: from 2004 to 2009
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 5434871

Das reaktive DC-Magnetron-Sputtern erlaubt die gezielte Substitution von Sauerstoffanionen durch Stickstoffionen bei niedrigen Substrattemperaturen. Dabei führt der Einbau selbst von kleinen Konzentrationen von Stickstoff in das Oxidgitter zu überraschend großen Eigenschaftsveränderungen wie einer klaren Abnahme der Bandlücke und einer deutlichen Zunahme der kristallinen Struktur sowie des Brechungsindexes. Daher haben wir zunächst geklärt, warum der Einbau von Stickstoff in die Oxide schwierig ist. Dabei stellt sich heraus, dass die Schichten sogar mehr Stickstoff enthalten, als die Thermodynamik voraussagt. Offensichtlich spielt die Wachstumskinetik bei der Bildung von Oxidnitriden eine entscheidende Rolle. Die Stickstoffkonzentration und andere wichtige Parameter können in einem von uns entwickelten Modell beschrieben werden, das sowohl energetische als auch kinetische Aspekte integriert und so das Wachstum der Schichten durch einige wenige freie Parameter simuliert. Allerdings ist die Benutzung freier Fitparameter unbefriedigend. Das Projekt soll daher die atomaren Mechanismen des Stickstoffeinbaus aufklären und mithelfen die relevanten Fitgrößen experimentell zu bestimmen. Zudem soll der Einfluss der Stickstoffatome auf die Strukturbildung identifiziert werden. Dazu sollen Experimente durchgeführt werden, die ein mikroskopisches Bild von Schichtzusammensetzung und Strukturbildung liefern.

• DFG Programme: Research Grants