In-situ RHEED-Untersuchungen des PLD-Wachstums von oxidischen Multilagen für die Entwicklung von Bauelementen

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Komplexe oxidische Materialien sind aufgrund ihrer interessanten Eigenschaften für elektrische Sensoren, Aktoren und Bauelemente von Bedeutung. Die technische Nutzung erfordert das kontrollierte Wachstum qualitativ hochwertiger dünner Schichten. Die Kombination der gepulsten Laserdeposition (PLD) mit der in-situ Charakterisierungstechnik des reflection high energy electron diffraction (RHEED) ermöglicht innovative Konzepte zur Herstellung oxidischer Schichten in einem zweidimensionalen Wachstumsmodus. In dieser Arbeit wird das Wachstum von halbleitendem Zinkoxid, magnetischem Lanthankalziummanganat und multiferroischen Supergittern untersucht und optimiert. Zunächst wurden das in-situ RHEED-PLD-System sowie der Herstellungs- und Strukturierungsprozess weiterentwickelt und automatisiert. Ein neuartiger Targetwechsler wurde integriert und erfolgreich für Multilagen eingesetzt. Die Herstellung keramischer Targets und die Vorbehandlung von Substratoberflächen wurden optimiert. Innovative Wachstumskonzepte für die p-Dotierung von Zinkoxid wurden untersucht, wobei RHEED-Oszillationen beobachtet wurden, die dem Wachstum einer ladungsneutralen Lage zugeordnet werden konnten. Zinkoxid wurde zweidimensional auf GaN/Saphir gewachsen, was die Herstellung hochwertiger Hybrid-Bauelemente zeigt. Das Wachstum von La1-xCaxMnO3 wurde ebenfalls optimiert, wobei die Abhängigkeit der Eigenschaften von der Kalziumdotierung diskutiert wird. Supergit