In-operando-Röntgenspektroskopie von oxidischen Materialien und Grenzflächen

Kröger, Erik Johann

Komplexe Übergangsmetalloxide bieten die Möglichkeit, Phänomene mit makroskopisch kontrollierbaren physikalischen Eigenschaften, wie z. B. Hochtemperatur-Supraleitung, kolossalen Magnetowiderstand, Ferromagnetismus oder Ferroelektrizität in die moderne Mikroelektronik zu integrieren. Da in dieser Materialklasse oft starke Wechselwirkungen zwischen Ladung, Gitter, Spin- und orbitaler Ordnung auftreten, können ihre elektronischen und magnetischen Eigenschaften über die Grenzflächen zu benachbarten Materialien leicht beeinflusst werden. Somit ist es von großem Interesse, komplexe Übergangsmetalloxide in einer Zusammensetzung zu untersuchen, die technologisch relevante Materialkombinationen und Dimensionen aufweist. Zielsetzung dieser Arbeit war es, Modellsysteme, die neben klassischen Materialien der Mikroelektronik auch komplexe Übergangsmetalloxide enthalten, in operando, also unter variablen äußeren Einflüssen wie elektrischen Feldern oder Gitterverformungen, zu untersuchen. Hierfür wurden röntgenspektroskopische Methoden mit hoher Informationstiefe entwickelt und angewandt, die Messungen von vergrabenen Schichten und Grenzflächen in operando ermöglichen...

Complex transition metal oxides exhibiting phenomena with macroscopically tunable physical properties such as high-temperature superconductivity, colossal magnetoresistivity, ferromagnetism, or ferroelectricity offer new opportunities in the design of modern microelectronic devices. Due to prevalent strong interactions between the charge, lattice, spin and orbital degrees of freedom, the electronic and magnetic properties of this fascinating class of materials can be easily modified by forming interfaces to adjacent materials. Hence, studying material combinations based on complex transition metal oxides, especially in situations of technological relevance and under external influences such as electrical fields or induced lattice strain, is currently of growing interest in research and development. Consequently, the aim of this work was to study in operando application-oriented thin-film model systems, composed of classical microelectronic materials in combination with various complex transition metal oxides. This goal was achieved by developing and applying spectroscopic methods based on X-rays, with a focus set on high probing depth in order to be able to directly investigate buried layers and interfaces...

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Kröger, Erik Johann: In-operando-Röntgenspektroskopie von oxidischen Materialien und Grenzflächen.

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