Heterostructures of Perovskite Type Materials for Electronic Application

Ziel des Projektes ist eine grundlegende Untersuchung von keramischen Heterostrukturen aus Bariumtitanat BaTiO3 und ebenfalls perovskitischem Lanthan-Nickel-Kobaltit LaNi1-x Cox O3 in Dickschicht- und Dünnschichttechnik. Bariumtitanat ist ein bekanntes ferroelektrisches Material und wird in keramischen Vielschichtkondensatoren eingesetzt. Die homologe Reihe von LaNi1-x Cox O3 ist ein guter elektronischer Leiter, der über x auf n- oder p-Leitung eingestellt werden kann. Bei der technologischen Anwendung als Elektrodenmaterial für Kondensatoren auf der Basis von Bariumtitanat treten Probleme durch eine geringe Verdichtung der Sinterkörper und durch Verschlechterung der elektrischen Eigenschaften auf Dafür könnten chemische, mechanische oder elektronische Ursachen oder die Änderung der Transporteigenschaften verantwortlich sein. Um die komplexe Phänomenologie der Gemeinsamsinterung aufzuklären und um Einflüsse aus der Grünteilherstellung von Vorgängen beim Sintern zu unterscheiden, sollten Untersuchungen über die Mikrostruktur und die hochaufgelöste Analytik an sorgfältig hergestellten Probekörpern durchgeführt werden. Ein Vergleich mit Heterostrukturen, die durch Abscheidung aus Lösungen hergestellt werden (Chemical Solution Deposition, CSD) sollte die Unterschiede in der Wechselwirkung der Materialien und in den elektronischen Eigenschaften zeigen. Da der CSD-Prozeß bei deutlich niedrigeren Temperaturen durchgeführt wird, sind Einflüsse auf die elektrischen Eigenschaften hauptsächlich über die Mikrostruktur und die Defektverteilung zu erwarten. Um Ausstattung und Erfahrung optimal zu nutzen, sollte dieses Projekt an zwei Forschungsstätten durchgeführt werden. Die Präparation und Untersuchung von Heterostrukturen in Dickschichttechnik ist am Keramischen Department des Instituts "Josef Stefan" in Laibach geplant. Grund dafür ist die reiche Erfahrung mit elektrokeramischen Materialien und die schwerpunktmäßige Ausstattung für Prozessierung und Untersuchung solcher Keramik. Für die Arbeiten an Heterostrukturen in Dünnschichttechnik bietet das Institut für Werkstoffe der Elektrotechnik der RWTH Aachen die ideale Ausstattung bezüglich Präparation und Charakterisierung von dünnen Schichten in CSD-Technik. Die Forschungsaktivitäten der letzten Jahre konzentrierten sich auf ferroelektrische und magnetoresistive dünne Schichten und ihre Anwendung in der Halbleitertechnologie.