Topographie und elektronische Eigenschaften von ultradünnen Perowskit-Schichten - SrRuO3/SrTiO3(001) und BaTiO3/Pt(111)

Abstract

Die detaillierte Charakterisierung der durch Grenzflächen induzierten Funktionalitäten oxidischer Heterostrukturen ist essentiell für die Konstruktion elektronischer Bauelemente. In der vorliegenden Arbeit wurden deshalb ultradünne Filme perowskitischer Materialien mit oberflächensensitiven Messmethoden (STM, STS, LEED) hinsichtlich ihrer topographischen und elektronischen Eigenschaften untersucht. Beim System SrRuO3/SrTiO3(001) war vor allem die Abhängigkeit der Topographie von der Temperatur unter oxidierenden und reduzierenden Bedingungen von Interesse, wobei eine Oberflächenrekonstruktion mit der Ausbildung von Sr2RuO4 nachgewiesen und ein Modell zur Terminierung der Oberfläche erstellt werden konnte. Im Fall von BaTiO3/Pt(111) wurden neben BaTiO3(111)-Inseln mit einer Moiré-Struktur auch eine periodische Wiederbenetzungsschicht, der Kepler-Approximant, charakterisiert. Mittels SPA-LEED konnte eine detaillierte Strukturanalyse durchgeführt und die Epitaxiematrix bestimmt werden.

A detailed characterization of functionalities of oxidic heterostructures induced at interfaces is essential for the construction of electronic devices. Therefore in this thesis ultrathin films of perovskites were examined with surface-sensitive measuring methods (STM, STS, LEED) concerning their topographic and electronic properties. For the system SrRuO3/SrTiO3 (001) the dependency of the topography of the temperature under oxidizing and reducing conditions was investigated. A surface reconstruction with the development of Sr2RuO4 and a model for the termination of the surface could be obtained from the results. In the case of BaTiO3/Pt (111) next to BaTiO3 (111)-islands with a moiré structure also a periodic rewetting layer, the Kepler-approximant, was characterized. By additional SPA-LEED measurements a detailed structural analysis and the corresponding epitaxy matrix were determined.