Metallorganisch chemische ... - JUWEL - Forschungszentrum Jülich

102 5 Schichteigenschaften - 1: (Ba,Sr)TiO3 (BST) auf Platin
faktors dieses Überstrukturreflexes ab. Ausgehend von den Raumtemperaturwerten der Gitterparameter
wird eine optimale Gitteranpassung bei einem Barium zu Strontium Verhältnis
von 20 / 80 erwartet. In diesem spannungsfreien Fall sollten optimale Bedingungen für ein
epitaktisches Wachstum bzw. der Ausbildung einer Vorzugsrichtung im BST herrschen.
Durchweg wird aber nur die Zusammensetzungen gefunden. Für schwach bariumhaltige
Schichten und STO beobachtet man manchmal einen schwachen (110) Reflex, jedoch
werden meistens reine (100) Texturen beobachtet [122].
Intensität [a.u.]
1000
800
600
400
200
0
Ba/Sr
70/30
28/72
20/80
10/90
7/93
0/100
20 30 40 50 60
°2Theta
Abbildung 5.25: Röntgenbeugungsdiagramm
für Proben
verschiedener Ba/Sr
Zusammensetzung bei etwa
gleichbleibendem
(Ba+Sr)/Ti Verhältnis.
Die Absolutwerte der Gitterparameter werden in Abbildung 5.26 mit denen des massiven Materials
verglichen. Gezeigt ist zum einen der bei Raumtemperatur gemessene Gitterparameter
der c-Achse der Schichten und zum zweiten ist die ´Vegardsche Gerade´ für das massive Material
gestrichelt eingetragen. Zum direkten Vergleich wurden zusätzlich die auf die tetragonale
Verzerrung (am = (a²c) 1/3 ) und auf die – damit verbundene - spannungsinduzierte Volumenvergrößerung
korrigierten experimentellen Werte eingetragen. Dabei wurde das an vielen
Schichten bestimmte mittlere c/a Verhältnis von 0,9915 ± 0,0025 verwendet. Innerhalb der
Fehler ergibt sich eine gute Übereinstimmung mit der monolithischen Keramik.
Gitterparameter [Å]
3,99
3,98
3,97
3,96
3,95
3,94
3,93
BaxSr1-x
3,92
3,91
3,90
3,89
c-Achse, gemessen
0,00 0,10 0,20 0,30 0,40
x
0,50 0,60 0,70
Abbildung 5.26: Der gemessenen
Gitterparameter der c-
Achse. Durch die Messpunkte
geht eine Ausgleichsgerade,
die unterhalb der Geraden für
das Bulk-Material liegt (gestrichelt).
Die gemittelten Werte
für den Gitterparameter
werden über c/a = 0,9915 ±
0,0025 berechnet.
Aus der beobachteten Unempfindlichkeit der Textur vom Übergang von Druckspannung zu
Zugspannung während des Wachstums lässt sich schlussfolgern, dass die Wachstumsrichtung
beim MOCVD-Prozess nicht in erster Linie mit der Gitterfehlanpassung und der damit verbundenen
Filmspannung im Zusammenhang steht. Zusätzlich ist zu beachten, dass diese
Textur nach Abscheidung bei ähnlichen Temperaturen (≥660°C) mit Sputtertechniken