Hochleitfähiges SrMoO3: Vom Schichtwachstum zur Anwendungseignung

• Main Author: Radetinac, Aldin
• Format: Others
• Language: de
• Published: 2017
• Online Access: https://tuprints.ulb.tu-darmstadt.de/6005/1/Dissertation_veroeffentlichung_grau.pdf; Radetinac, Aldin <http://tuprints.ulb.tu-darmstadt.de/view/person/Radetinac=3AAldin=3A=3A.html> (2017): Hochleitfähiges SrMoO3: Vom Schichtwachstum zur Anwendungseignung.Darmstadt, Technische Universität, [Ph.D. Thesis]

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.