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Master Christian Jooss Thermodynamik und Kinetik der Phasenbildung von Manganaten

Wissenschaftlicher Hintergrund: In Dünnfilmproben, die mittels Nichtgleichgewichtsmethoden hergestellt werden, treten Kristallstrukturen und chemische Zusammensetzungen auf, die man nach dem Gleichgewichtsphasendiagramm nicht erwartet. Häufig liegen die Ursachen für dieses Verhalten in der Bildung präparationsbedingter Defekte, die zusammen mit der Gitterfehlpassung zwischen Substrat und Film zu mechanischer Spannungen führen. Der Einfluss mechanischer Spannungen auf die Struktur-Eigenschaftsbeziehung in Oxiden ist Gegenstand vielfältiger Forschungen. Ein typisches, noch wenig verstandenes Beispiel ist die Bildung von Mangan-Sauerstoff-Ausscheidungen (MnOx) in Pr1-xCaxMnO3 Filmen, die mittels Ionenstrahl-Sputtern hergestellt wurden. Je nach Fragestellung können solche Ausscheidungen einen positiven oder negativen Einfluss auf die physikalischen Eigenschaften (z.B. die katalytischen Eigenschaften bei der Wasserspaltung) haben. Plan dieser Masterarbeit: Neben der Herstellung mittels Ionenstrahl-Sputtern sollen zunächst die grundlegenden analytischen Methoden zur Schichtcharakterisierung (Röntgenbeugung, Struktur- und chemische Analyse im Transmissionselektronenmikroskop) erlernt werden. In enger Zusammenarbeit mit anderen Mitgliedern der Arbeitsgruppe soll dann die Bildung der MnOx-Ausscheidungen in Abhängigkeit von der nominellen Zusammensetzung, der Herstellungstemperatur und des Substratmaterials untersucht werden. So können auch schon in der Arbeitsgruppe vorhandene Proben, die mit anderen Methoden hergestellt wurden, in die Untersuchungen einbezogen werden. Die Ergebnisse werden dann in Form eines „Phasendiagramms“ der MnOx-Bildung als Funktion der Zusammensetzung und des Spannungs-Dehnungszustandes zusammengeführt.