Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg

Logo des SFB 762

Weiteres

Login für Redakteure





A8: Multiferroische 0–3-, 2–2- und 1–3-Komposite

Ziel des Projektes ist die Präparation multiferroischer Grenzflächen zwischen magnetischen und ferro­elek­trischen Oxiden und die Untersuchung des Zusammenspiels ionischer und elektronischer Prozesse beim magnetoelek­trischen Schalten.

Zwei zentrale Fragestellungen betreffen den Beitrag ionischer Prozesse zum polarisationsabhängigen Tunnelwiderstand an ferroelek­trischen Barrieren und zur elek­trischen Leitfähigkeit an multiferroischen Grenzflächen. Als Materialien stehen Ba1-xSrxTiO3 oder PbZr1-xTixO3 in Kombination mit Ferrit-Spinellen MFe2O4 (M = Co, Mg, Mn, Ni) im Zentrum des Interesses. Die Komposit-Multiferroika unterschiedlicher Dimensionalität werden mittels verschiedener soft-chemistry Verfahren sowie der gepulsten Laserdeposition (PLD) synthetisiert. Nach Phasenanalyse und Bestimmung der chemischen Zusam­men­setzung sowie der Kristall­struktur werden die ferroischen Eigenschaften und die magneto­elek­trische Kopplung temperaturabhängig und in elek­trischen sowie magnetischen Feldern untersucht. Ionische Prozesse beim Schalten durch ein hohes elek­trisches Feld werden lokal mit temperatur- und feldabhängiger Rasterkraftmikroskopie untersucht. Dotierungen und die Einstellung des Sauerstoffgehalts werden zur Kontrolle ionischer Effekte eingesetzt.

1–3-Komposite werden über oxidische Matrizen mit geordneten Porenstrukturen erzeugt. 2–2-Komposite werden durch Rotations­beschichtung oder epitaktisches Wachstum präpariert, wobei auch eigene, durch Zonen­schmelzen gezüchtete Einkristalle als Substrate eingesetzt werden. Für 0–3-Komposite erfolgt die Synthese über nasschemische Verfahren mit anschließender Sinterung. Zusätzlich wird die eutektische Kristallisation eingesetzt, die für BaTiO3/CoFe2O4 eine sehr hohe magnetoelek­trische Kopplung ergibt und deshalb auf andere Systeme übertragen werden soll. Zur strukturellen Proben­charakterisierung werden Röntgen- und Neutronen­diffraktion eingesetzt. Horizontal-vergrabene oder vertikale Grenzflächen werden im Kraftmikroskop unter Anwendung elek­trischer Felder durch die Kraft­mikroskopie­spitze untersucht und manipuliert. Das Umschalten ferro­elek­trischer Polarisation erfordert Feldstärken, die in Oxiden zu einem Ionentransport (Sauerstoffleerstellen, Spaltung einer Oberflächenwasserlage) führen können. Es werden in den letzten Jahren entwickelte Methoden der Kraftmikroskopie (elektrochemische Dehnungs­mikroskopie (ESM) und lokale Strom-Spannungs-Kennlinien) eingesetzt, um ionische Prozesse zu analysieren und ihre Auswirkung auf die magnetoelek­trische Kopplung aufzuklären.

Projektleiter

Prof. Dr. Stefan Ebbinghaus ⇒

Telefon: 0345/55 25870

Telefax: 0345/55 27343

Prof. Dr. Stefan Ebbinghaus

Prof. Dr. Stefan Ebbinghaus

Prof. Dr. Kathrin Dörr ⇒

Telefon: 0345/55 25380

Telefax: 0345/55 27149

Prof. Dr. Kathrin Dörr

Prof. Dr. Kathrin Dörr

Zum Seitenanfang