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Peter Grünberg Institut
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Pulsed Laser Deposition

Pulsed Laser Deposition (PLD) ist eine sehr flexible Depositionsmethode um komplexe dünne Schichtsysteme herzustellen. Unsere zwei Excimer Laser zusammen mit 4 Prozesskammern werden benutzt, um amorphe, polykristalline oder epitaktische einkristalline Filme aus Oxiden - speziell dünne Ferroelektrika, isolierende Oxide für Feldeffekt-Transistoren oder dünne Supraleiter, wie YBa2Cu3O7 herzustellen. Das gepulste Laserlicht wird auf stöchiometrische Targets fokussiert und trägt mit jedem Puls Material von der Targetoberfläche ab. Ein Plasma wird gebildet das bei geheizten Substraten das epitaktische Wachstum der Oxide auf geeigneten Substraten gewährleistet. Wachstumsraten von 1 nm pro Sekunde erlauben auch Filmdicken hinauf bis 1 µm. Der PLD-Prozess kann unter verschiedenen Gasen erfolgen wie Argon, Stickstoff oder natürlich Sauerstoff.

PLD-360-360

Verschiedene OxideScandate als alternative Gate Dielektrika
Sr1-xBaxTiO3GdScO3
EuTiO3DyScO3
LaAlO3SmScO3
CeO2LaScO3
Ta2O5TbScO3
PrGaO3YbScO3
NdGaO3TmScO3
LiNbO3LuScO3
KNbO3LaLuO3
Al2O3
ZrO2Leitende Materialien
YSZLa0.66Ba0.33MnO3
SrZrO3La0.33Ca0.66MnO3
BaZrO3La0.65Ca0.35MnO3
TbMnO3La0.66Sr0.33MnO3
DyMnO3SrRuO3
MnO2YBa2Cu3O7-x
LaCoO3PrBa2Cu3O7-x
Sr0.5Hf0.7O2
SrTa2O5
chalcogenide glasses
Ca0.28Ba0.72NbO3

Epitaktische Heterostrukturen (papers)

Luysberg, M.; Heidelmann, M.; Houben, L.; Boese, M.; Heeg, T.; Roeckerath, M.; Schubert, J.
Intermixing and charge neutrality at DyScO3/SrTiO3 interfaces
Acta Materialia 57 (2009) 3192-3198

Jia, C.L., Mi, S.B., Faley, M.; Poppe, U.; Schubert, J. ; Urban, K.
Oxygen octahedron reconstruction in the SrTiO3/LaAlO3 heterointerfaces investigated using aberration-corrected ultrahigh-resolution transmission electron microscopy
Physical Review B 79,(2009) 081405(R)

Kooperation mit anderen Gruppen in anderen Forschungsfeldern

Lee, J. H.; Fang, L.; Vlahos, E.; Ke, X.; Jung, Y. W.; Fitting Kourkoutis, L.; Kim, J.W.; Ryan, P.; Heeg, T.; Roeckerath, M.; Goian, V.; Bernhagen, M.; Uecker, R.; Hammel, C.; Rabe, K. M.; Kamba, S.; Schubert, J.; Freeland, J. W.; Muller, D. A.; Fennie, C. J.; Schiffer, P.; Gopalan, V.; Johnston-Halperin, E. and Schlom, D. G.
A strong ferroelectric ferromagnet created by means of spin-phonon coupling
Nature, 499 (2010), 954 - 958

Schmehl, A.; Herrnberger, A.; Thiel, S.; Vaithyanathan,V.; Liberati, M.; Roeckerath, M.; Heeg, T.; Schubert, J.; Idzerda,Y.; Mannhart, J.; Schlom, D.G.
EuO - A Highly Versatile Half-Metallic Semiconductor Integrated with Silicon
Nature Materials, vol. 6, 11 (2007), 882-887

Ihlefeld, J.F.; Podraza, N.J.; Liu, Z.K.; Rai, R.C.; Xu, X.; Heeg, T.; Chen, Y.B.; Li, J.; Collins, R.W.; Musfeldt, J.L.; Pan, X.Q.; Schubert, J.; Ramesh, R. and Schlom, D.G.
Optical band gap of BiFeO3 grown by adsorption-controlled molecular-beam epitaxy
Appl. Phys. Lett. 92, (2008) 142908 (3 pages)

Kumar, A.; Rai, R.C.; Podraza, N.J.; Denev, S.; Ramirez, M.; Chu,Y.H.; Ihlefeld, J.F.; Heeg, T.; Schubert, J.; Schlom, D.G.; Orenstein, J.; Ramesh, R.; Collins, R.W.; Musfeldt, J.L.; Gopalan, V.
Linear and Nonlinear Optical Constants of BiFeO3
Appl. Phys. Lett. 92, (2008) 121915 (3 pages)

Choi, K.J.; Biegalski, M.; Li, Y.L.; Sharan, A.; Schubert, J.; Uecker, R.; Reiche, P.; Chen, Y.B.; Pan, X.Q.; Gopalan, V.; Chen, L.-Q.; Schlom, D.G.; Eom, C.B.
Enhancement of ferroelectricity in strained BaTiO3 thin films
Science 306 (2004) 5, 1005

Zurbuchen, M.A.; Freitas, R.S.; Wilson, M.J.; Schiffer, P.; Roeckerath, M.; Schubert, J.; Biegalski, M.D.; Mehta, G.H.; Comstock, D.J.; Lee, J.H., Jia, Y.; Schlom, D.G.
Synthesis and characterization of an n=6 Aurivillius phase incorporating magnetically active manganese, Bi7(Mn,Ti)6O21
Appl. Phys. Lett. 91, (2007) 033113 (3 pages)

Zeng, X.H.; Pogrebnyakov, A.V.; Zhu, M.H.; Jones, J.E.; Xi, X.X.; Xu, S.Y.; Redwing, J.M.; Lettieri, J.; Vaithyanathan, V.; Schlom, D.G.; Liu, Z.-K.; Trithaveesak, O.; Schubert, J.
Superconducting MgB2 thin films on silicon carbide substrates by hybrid physical-chemical vapor deposition
Appl. Phys. Lett. 82, (2003), 13, S. 2097 - 2099

Schöning, M.J.; Tsarouchas, D.; Beckers, L.; Zander, W.; Schubert, J.; Kordos, P.; Lüth, H.
A highly long-term stable silicon-based pH sensor fabricated by pulsed laser deposition technique
Sensors and Actuators B 35, 228-233 (1996)

Kooperations Partner

Prof. D.G. Schlom, Cornell University, Ithaca, NY, USA
Prof. J. Mannhart, Universität Augsburg
Dr. T. Schroeder, IHP Frankfurt/Oder
Dr. P. Kuzel, University of Prague, Czech
Prof. O. Engström, Göteborg, Sweden
Dr. S. VanElshocht, IMEC, Belgium
Prof. St. Hall, Liverpool, Great Britain
Prof. H. Kurz, AMO, Aachen
Dr. A. Schmehl, Universität Augsburg
Dr. V.V. Afanasiev, Leuven University, Belgium
Prof. M. Fardmanesh, Sharif University, Teheran, Iran
Prof. L. Niinistö, Helsinki University, Finnland
Prof. M. Schöning, TU Aachen
Prof. T. Doll, Adlantis GmbH, Dortmund
Dr. L. Jushkin, RWTH Aachen
Prof. A. Vescan, RWTH Aachen
Prof. D. Tenne, Boise State University, Idaho, USA
Dr. R. Thomas, Puerto Rico


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