Forschungsgebiet "Oxidische Grenz­flächen"

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Im Mittelpunkt der Untersuchungen zu oxidischen Grenzflächen steht die Herstellung und Charakterisierung von oxidischen Heterostrukturen mit Komponenten, die ferroelektrische, magnetische, halbleitende und isolierende Eigenschaften aufweisen und damit zusätzliche Freiheitsgrade für das Design von Funktionselementen bieten. Die untersuchten Materialien und Strukturen sind multifunktional, das heißt neben magnetischen und ferroelektrischen Eigenschaften sind für die Funktionalität auch zusätzlich noch elektrische und/oder optische Eigenschaften von Bedeutung. An zentraler Stelle für die Funktionalität steht die Kopplung über die oxidischen Grenzflächen, deren atomare Struktur sowie deren Ladungs- und Spinordnung durch äußere elektrische und magnetische Felder beeinflusst werden können, was die jeweiligen funktionalen Effekte bewirkt. Die Kopplungen können verschiedener Natur sein wie beispielsweise elektrooptisch, elektrisch, piezoelektrisch, magnetoelastisch oder magnetoelektrisch.

Die Untersuchung der multiferroischen Grenzfläche zwischen ferroelektrischen und magnetischen dünnen Schichten steht im Zentrum unserer Aktivitäten. Ziel ist es, Heterostrukturen mit magnetoelektrischer Kopplung über die oxidische Grenzfläche hinweg herzustellen und die mikroskopischen Ursachen des Phänomens aufzuklären. Der Nachweis der magnetischen Response auf ein äußeres elektrisches Feld bzw. die Steuerung der elektrischen Eigenschaften durch ein äußeres magnetisches Feld steht im Mittelpunkt des Interesses. Unmittelbar verbunden mit dieser Fragestellung ist das Studium der wechselseitigen Beeinflussung von ferroelektrischen und magnetischen Domänen durch Kopplung über die oxidische Grenzfläche. Ein weiteres Ziel der Arbeiten des SFBs ist das Studium der Polarisationsdynamik auf der Pikosekundenebene im Wechselspiel mit der Magnetisierungsdynamik auf der Femtosekundenebene über die oxidische Grenzfläche hinweg.

Der Erfolg unseres Konzeptes basiert auf der am Standort vorhandenen Expertise auf den Gebieten der Oberflächenphysik, des Magnetismus, der Halbleiterphysik, der Festkörperchemie, der Materialwissenschaft und der theoretischen Physik. Es wird ein komplexes Spektrum an Methoden für das epitaktische Wachstum oxidischer Schichten und Heterostrukturen eingesetzt. Zur Untersuchung der strukturellen, ferroelektrischen, magnetischen und elektronischen Eigenschaften stehen modernste Methoden zur Festkörper- und Oberflächenanalytik und der theoretischen Physik zur Verfügung.

Langfristig werden die geplanten Arbeiten zum einen neue Erkenntnisse über die mikroskopischen Wechselwirkungen an oxidischen Grenzflächen bringen, zum anderen wird aber durch die Synthese oxidischer Heterostrukturen auch prototypisch die Funktionalität oxidischer Grenzflächen demonstriert, was Anwendungsrelevanz und ein hohes Innovationspotential für die Entwicklung neuer Konzepte in der Sensorik und Informationstechnologie besitzt.

Homepage des Sonderforschungsbereichs "Funktionalität oxidischer Grenzflächen"

Last modified: March 19, 2013 15:04 

(letzte Änderung: 19.03.2013, 15:04 Uhr)