Abschlussarbeiten

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Diplomarbeit bei Dr. K. Küpper zurück zur Übersicht

Präparation und Charakterisierung dünner multiferroischer Oxidfilme

Allgemeine Kurzinformation zum Thema:
Multiferroika sind Materialien, die mindestens zwei ferroische Ordnungsphänomene zeigen. Eine der interessantesten Kombination ist das gleichzeitige Auftreten von Ferromagnetismus und Ferroelektrizität. In solchen Materialien kann man magnetische Eigenschaften über die elektrische Polarisation kontrollieren und umgekehrt. Diese Möglichkeit eröffnet großes Potential in der Forschung als auch für zukünftige Speichertechnologien. Es werden verschiedenen multiferroische Oxide (Perowskite und Spinelle) mittels Laserablation auf unterschiedlichen Substraten hergestellt. Sowohl die chemische Zusammensetzung des multiferroischen Oxids als auch durch das Substrat induzierte Verspannungen (strain effects) können die Eigenschaften des Multiferroikas maßgeblich beeinflussen.

Aufgabenstellung:
Im Rahmen der geplanten Diplomarbeit sollen dünne Filme multiferroischer Oxide (Perowskite und Spinelle) mittels Laserablation hergestellt und mit mehreren Methoden hinsichtlich struktureller, chemischer, elektronischer und magnetischer Eigenschaften eingehend charakterisiert werden. Die Experimente finden sowohl im Institut für Festkörperphysik an der Uni Ulm als auch an externen Großgeräten (Synchrotron) statt.
Ziel ist es, Materialien zu wachsen, die sowohl eine hohe ferromagnetische als auch eine hohe ferroelektrische Ordnungstemperatur, nach Möglichkeit deutlich oberhalb der Raumtemperatur, aufweisen.

Angewandte Techniken:
Dünne Filme multiferroischer Oxide werden mittels Laserablationstechnik (PLD) gewachsen. Grundlegende strukturelle und chemische Eigenschaften sollen dann z. B. mittels Röntgendiffraktion (XRD) und Röntgenmikroanalyse (EDX) untersucht werden.
Im Folgenden sollen dann die magnetischen Eigenschaften mittels Magnetometrie (z. B. SQUID) untersucht werden. Zusätzliche Informationen über die elektronische und magnetische Struktur sollen mittels röntgenspektroskopischen Methoden (Röntgenabsorption und zirkularer Dichroismus (XMCD)) Synchrotronstrahlungsquellen, wie z. B. der Swiss Light Source, untersucht werden.

Außenansicht der PLD-Anlage:
UV-Excimerlaser, Strahlführung und Ablationskammer.

Plasmafackel (plume) eines Cu-Targets
während der Ablation