Hochleitfähiges SrMoO3: Vom Schichtwachstum zur Anwendungseignung

Radetinac, Aldin (2017)
Hochleitfähiges SrMoO3: Vom Schichtwachstum zur Anwendungseignung.
Technische Universität Darmstadt
Dissertation, Erstveröffentlichung

URL / URN: http://tuprints.ulb.tu-darmstadt.de/6005

Kurzbeschreibung (Abstract)

In dieser Arbeit wurden das Schichtwachstum, mittels gepulster Laserdeposition (PLD), sowie eine Vielzahl an physikalischen Eigenschaften der hochleitfähigen Verbindung SrMoO3 (SMO) untersucht, um eine Anwendungseigung als Bodenelektrode in funktionellen Bauteilen der Mikroelektronik (vor allem Varaktor) und als transparente, elektrisch leitfähige Elektrode abzuschätzen. Dazu konnten Trends für das epitaktische Wachstum von SMO in Bezug auf die Variation der Prozessparameter Temperatur, Gasatmosphäre, Druck, Energiedichte, Gasfluss und Pulsrate, beim Wachstum auf GdScO3 (GSO) Substraten, ermittelt werden. Es konnte gezeigt werden, dass das Wachstum in verschiedenen reduzierenden Atmosphären, wie Ultrahochvakuum (UHV), Argon, und einer Mischung aus Wasserstoff und Argon, bei sorgfältiger Optimierung prinzipiell zu vergleichbaren Schichtqualitäten führt. Aus den ermittelten Trends ließen sich Vor- und Nachteile der jeweiligen Atmosphäre für das Schichtwachstum von SMO ableiten. Homogene Schichten mit geringen Defektkonzentrationen konnten somit reproduzierbar, über eine große Spanne an Schichtdicken, abgeschieden werden. Optimierte SMO Schichten zeigten den bislang geringsten veröffentlichten spez. Widerstand einer dünnen Oxidschicht von ≈ 20 μΩcm. Der geringe Widerstand beliebt auch unter Wechselstrom bei Frequenzen bis 20 GHz nahezu konstant. Sehr dünne SMO Schichten zeigten eine hohe Transparenz, insbesondere im nahen UV-Bereich, bei geringen Schichtwiderständen. Transparenz und Leitfähigkeit waren kaum von der Mikrostruktur der Schichten abhängig, sodass polykristalline und texturierte SMO Schichten vergleichbare Eigenschaften aufwiesen. Des Weiteren wurden sowohl die Grenzfläche von SMO zu GSO als auch die Oberfläche eingehend untersucht, was die Herstellung epitaktischer BST/STO/SMO/STO/GSO Heterostrukturen ermöglichte. Diese zeigten sehr scharfe Grenzflächen und geringe Defektdichten. Eine Eignung, im Sinne einer technologischen Realisierbarkeit der Verwendung von SMO für diverse Anwendungen, konnte daher im Rahmen der Arbeit nachgewiesen werden.

Typ des Eintrags:

Dissertation

Erschienen:

2017

Autor(en):

Radetinac, Aldin

Art des Eintrags:

Erstveröffentlichung

Titel:

Hochleitfähiges SrMoO3: Vom Schichtwachstum zur Anwendungseignung

Sprache:

Deutsch

Referenten:

Alff, Prof. Dr. Lambert ; Donner, Prof. Dr. Wolfgang

Publikationsjahr:

2017

Ort:

Darmstadt

Datum der mündlichen Prüfung:

2 Dezember 2016

URL / URN:

http://tuprints.ulb.tu-darmstadt.de/6005

Kurzbeschreibung (Abstract):

Alternatives oder übersetztes Abstract:

Alternatives Abstract

Sprache

In this work, the film growth of the highly conductive compound SrMoO3 (SMO) was investigated by pulsed laser deposition (PLD). Furthermore, a variety of physical properties of SMO was determined to estimate the usability as ground electrode in functional microelectronic components (especially varactors) and as transparent, electrically conductive electrode. Trends for the epitaxial growth of SMO in relation to process parameters such as temperature, gas atmosphere, pressure, energy density, gas flow and pulse rate, for growth on GdScO3 (GSO) substrates could be identified. It could be shown, that growth in different reducing atmospheres such as ultra-high vacuum (UHV), argon and a mixture of hydrogen and argon in principle leads to comparable qualities when carefully optimized. Advantages and disadvantages of the respective atmosphere for the SMO film growth could be derived from the determined trends. Homogeneous layers with low defect concentrations could thus be reproducibly grown across a wide range of film thicknesses. The so far lowest published resistivity for a thin oxide layer of ≈ 20 μΩcm could be obtained for optimized SMO films. In addition, it could be shown that the low resistivity remained almost constant under alternating current (AC) for frequencies up to 20 GHz. Very thin layers of SMO showed a high degree of transparency, especially in the near UV range, thereby displaying low film resistances. Transparency and resistivity were hardly dependent on the microstructure of the layers, so that polycrystalline SMO and textured films exhibited comparable properties. Moreover, both the interface of SMO to GSO and the surface were studied in detail, which enabled the growth of epitaxial BST/STO/SMO/STO/GSO heterostructures. These heterostructures showed very sharp interfaces and low defect densities. In summary, the suitability of SMO for various applications, in terms of technological feasibility, could therefore be demonstrated within the scope of this work.

Englisch

URN:

urn:nbn:de:tuda-tuprints-60052

Sachgruppe der Dewey Dezimalklassifikatin (DDC):

500 Naturwissenschaften und Mathematik > 500 Naturwissenschaften
600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften > 620 Ingenieurwissenschaften und Maschinenbau

Fachbereich(e)/-gebiet(e):

11 Fachbereich Material- und Geowissenschaften > Materialwissenschaft > Fachgebiet Dünne Schichten
11 Fachbereich Material- und Geowissenschaften > Materialwissenschaft
11 Fachbereich Material- und Geowissenschaften

Hinterlegungsdatum:

07 Mai 2017 19:55

Letzte Änderung:

07 Mai 2017 19:55

PPN:

Referenten:

Alff, Prof. Dr. Lambert ; Donner, Prof. Dr. Wolfgang

Datum der mündlichen Prüfung / Verteidigung / mdl. Prüfung:

2 Dezember 2016

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