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Charakterisierung von LaNiO3-basierten Übergittern mittels transmissionselektronenmikroskopischer Methoden

Detemple, Eric :
Charakterisierung von LaNiO3-basierten Übergittern mittels transmissionselektronenmikroskopischer Methoden.
Technische Universität, Darmstadt
[Ph.D. Thesis], (2013)

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Item Type: Ph.D. Thesis
Title: Charakterisierung von LaNiO3-basierten Übergittern mittels transmissionselektronenmikroskopischer Methoden
Language: German
Abstract:

Diese Arbeit befasst sich mit der Charakterisierung der Mikrostruktur von Übergittern auf der Basis von LaNiO3 mittels Verfahren der Transmissionselektronenmikroskopie, wobei vor allem die rasternde Transmissionselektronenmikroskopie in Kombination mit Elektronenenergieverlustspektroskopie verwendet wurde. Da die Einzelschichtdicke, das verwendete Substratmaterial oder das Material, das mit LaNiO3 kombiniert wird, die makroskopischen Eigenschaften solcher Übergitter beeinflussen können, wird untersucht, inwiefern diese Parameter auch die Mikrostruktur verändern. Es wird die hohe Qualität der Übergitter wie unter anderem die perfekte Epitaxie nachgewiesen und gezeigt, dass die Schärfe der Grenzfläche, z.B. LaNiO3—LaAlO3 gegenüber LaAlO3—LaNiO3, unterschiedlich sein kann. Zudem stellt sich heraus, dass das Substrat einen wesentlichen Einfluss auf die Mikrostruktur der Schichten hat. So bilden sich in auf SrTiO3 aufgewachsenen Übergittern aufgrund der polaren Diskontinuität wenige Nanometer große Nickeloxidpartikel an der Grenzfläche zwischen Substrat und Schicht. Dagegen findet man in Schichten auf (La,Sr)AlO4 zwei Arten von Ruddlesden-Popper-Fehlern. An Oberflächenstufen des Substrats bilden sich ausgedehnte planare Ruddlesden-Popper-Fehler. Desweiteren führen lokale Stapelfehler, die sich durch kleine Unregelmäßigkeiten im Wachstumsprozess formen können, zu dreidimensionalen Ruddlesden-Popper-Fehlern.

Alternative Abstract:
Alternative AbstractLanguage
In this study, the microstructure of superlattices based on LaNiO3 is investigated by scanning transmission electron microscopy in combination with electron energy-loss spectroscopy. Since the macroscopic properties of such superlattices can be significantly influenced by the single-layer thickness, the substrate material, and the material which is combined with LaNiO3, it is important to know how these parameters influence the microstructure. The results demonstrate the high quality of the superlattices with perfect epitaxy. It is shown that the sharpness of the different interface types, e.g. LaNiO3—LaAlO3 in comparison to LaAlO3—LaNiO3, can be different. In addition, the microstructure of the films is affected by the substrate material. In the case of a SrTiO3 substrate, nanometer-sized NiO particles form at the interface between the substrate and the film because of the polar discontinuity at this interface. In contrast, films on (La,Sr)AlO4 contain two types of Ruddlesden-Popper faults. Extended planar Ruddlesden-Popper faults grow above surface steps of the substrate. Furthermore, small irregularities in the growth process cause the formation of local stacking faults which induce the growth of three-dimensional Ruddlesden-Popper faults. English
Place of Publication: Darmstadt
Classification DDC: 500 Naturwissenschaften und Mathematik > 500 Naturwissenschaften
Divisions: 11 Department of Materials and Earth Sciences > Material Science
Date Deposited: 05 Feb 2013 12:00
Last Modified: 05 Feb 2013 12:00
URN: urn:nbn:de:tuda-tuprints-32580
Referees: Kleebe, Prof. Hans-Joachim and van Aken, Prof. Peter A.
Refereed: 17 December 2012
URI: http://tuprints.ulb.tu-darmstadt.de/id/eprint/3258
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