Allgemeine Angaben
| Thema: | Herstellung und Charakterisierung einkristalliner Übergangsmetalloxide |
| Fachgebiete und Arbeitsrichtung: | Materialwissenschaft, experimentelle Festkörperphysik |
| Leiter: | Prof. Dr. Klaus H. Ploog Paul-Drude-Institut für Festkörperelektronik
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Dr. Carsten Hucho Paul-Drude-Institut für Festkörperelektronik
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Beschreibung
Die Aufgabe dieses Teilprojektes ist die Versorgung
des Sfb mit wohlcharakterisierten, qualitativ hochwertigen Einkristallen der
untersuchten Übergangsmetall-Oxide. Die Charakterisierung konzentriert
sich dabei auf die Bestimmung der Defektdichte und Phasenreinheit. Ziel ist
es, die Defektdichte und nach Möglichkeit auch die Defektart gezielt zu
modifizieren.
Zur Charakterisierung der Phasenreinheit wird als wichtige Größe
unter anderem der in den Magneli-Phasen der Vanadiumoxide beobachtete Metall-Isolator-Übergang
herangezogen. Da die Übergangsbreite und -temperatur empfindlich von der
lokalen Stöchiometrie abhängt, gibt eine Analyse dieses Phasenübergangs
wichtige Informationen über stöchiometrische Inhomo¬genitäten
in den präparierten Materialien.
Diese Phasenübergänge sollen mittels empfindlicher elektrischer Transportmessungen
charakterisiert werden. Temperatur-, stromdichte- und gegebenenfalls magnetfeldabhängige
Untersuchungen lassen hier Aussagen über lokale Inhomogenitäten und
ihrer Perkolation zu.
Temperatur-, stromdichte- und magnetfeldabhängige Ultraschalluntersuchungen
erlauben darüber hinaus Aussagen über Volumeneigenschaften. Während
bisher in diesem Teilprojekt lediglich niederfrequente Ultraschalluntersuchungen
zur qualitativen Beobachtung von Phasenübergängen (und damit der Homogenität
der Materialien) und zur Bestimmung der elastischen Konstanten der untersuchten
Systeme herangezogen wurden, sollen die Ultraschalluntersuchungen in der folgenden
Antragsperiode zu hohen Frequenzen hin erweitert werden.
Eine Erweiterung des Frequenzbereichs ist aus folgenden Gründen notwendig.
Zum einen sind sinnvolle Ultraschalluntersuchungen nur möglich, wenn die
Probendimension ein Vielfaches der (akustischen) Wellenlänge beträgt
(der momentan erreichbare Frequenzbereich limitiert Untersuchungen auf Probengrößen
von mindestens 5mm). Zum anderen werden erst durch eine Erweiterung der einsetzbaren
Ultraschallfrequenzen in den Bereich bis ca. 250MHz genauere Bestimmungen von
Defektarten und ihrer Anregungsenergien möglich. Der Übergang vom
Rayleigh-Bereich (Wellenlänge größer als der Durchmesser der
Defekte) zum hochfrequenten Regime (Wellenlänge kleiner als der Durchmesser
der Defekte) bildet sich unmittelbar in einer unterschiedlichen Frequenzabhängigkeit
der Ultraschalldämpfung ab. Ein breites Spektrum von Ultraschallfrequenzen
ermöglicht dann die Bestimmung von durchschnittlichen Defektgrößen
und unterschiedlichen Defektarten.
Publikationen