Doktorarbeit_Mairoser.pdf - OPUS - Universität Augsburg

10. Wachstum epitaktischer EuO-Filme durch topotaktische Transformation
Dies deutet auf keinerlei Oxidation des EuO-Films und damit auf das Vorhandensein
einer Oxidationsschutzbarriere hin. 25 Diese ist vermutlich durch das oxidierte Ti an
der Grenzfläche zum EuO-Film gegeben. So entsteht bei Ti-Metall eine TiO 2 -Schicht,
die das darunterliegende Ti vor Oxidation durch Selbstpassivierung schützt [242]. Dieser
Mechanismus tritt wohl auch an der Grenzfläche EuO-Film / Ti-Schicht auf. Für
alle Proben wurde weiterhin in einer Zwei-Punkt-Messung der Probenwiderstand mit
einem Multimeter bestimmt. Für Probe A beträgt dieser etwa 50 kΩ, während er für
die anderen drei Proben im maximalen Messbereich des verwendeten Multimeters von
50 MΩ nicht messbar war.
Für sehr dünne Proben mit einer Depositionszeit von t D = 2 min für Eu 2 O 3 wurde
eine optimale Expositionsdauer von 2 min in der H 2 O 2 -Lösung ermittelt.
10.9. SHG-Messungen an gesputterten Filmen
Aufgrund des epitaktischen Wachstums der EuO-Filme auf Substraten mit Gitterfehlanpassungen
von deutlich über 5 % (Kapitel 10.6), besteht die Hoffnung auf das
Eintreten von Ferroelektrizität in den EuO-Filmen (Kapitel 7.4.2). Daher wurden
dünne Filme (Depositionszeit 2 Minuten) nach der Behandlung mit Wasserstoffperoxid
mittels Second Harmonic Generation (Anhang A.2.2) von Carsten Becher an der
ETH Zürich vermessen. Zwar zeigen einige Filme ein ferromagnetisches Signal des
EuO-Films, aber Ferroelektrizität konnte bisher nicht nachgewiesen werden.
Vermutlich sind die gesputterten EuO-Filme zwar epitaktisch gewachsen, aber nicht
mit der durch das Substrat vorgegebenen Gitterkonstanten. So zeigt ein auf (110)-
orientiertem YAlO 3 gewachsener Film bereits geringere Gitterkonstanten als es bei
einer vollständigen biaxialen Verspannung zu erwarten wäre (Tabelle 10.1). Möglicherweise
passen sich die Gitterparameter des Eu 2 O 3 -Films bereits beim Wachstum
so an, dass das EuO während des Reduktionsprozesses bereits nicht mehr verspannt
ist. Dies bestätigen auch die Messungen der Halbwertsbreiten der EuO(002)-Peaks.
Bei einer Relaxation während des Reduktionsprozesses müssten diese eine deutliche
Aufweitung erfahren.
Bei den Proben, an denen ein ferromagnetisches Signal mittels SHG detektiert werden
konnte, können in einem nächsten Schritt die Gitterparameter der EuO-Filme ermittelt
werden. Daraus ergeben sich Hinweise auf eine mögliche untere Grenzen für die
nötige biaxiale Verspannung zur Generierung von Ferroelektrizität in EuO.
25 Die unterschiedlichen Werte der magnetischen Momente (Abbildung 10.16 (b)) ergeben sich aufgrund
von Domänenbildungseffekten, da die Messung im Nullfeld ausgeführt wurde.
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