BaBiO3/BaPbO3-Bilagen: Herstellung und Untersuchung elektronischer Grenzflächeneffekte

  • Blei-dotiertes BaBiO3 steht aufgrund seiner relativ hohen supraleitenden Übergangstemperatur in der Nähe eines topologischen Isolators mit einer Ladungsträgerdichtewelle im Fokus der aktuellen Forschung. Im Rahmen dieser Arbeit werden mittels gepulster Laserablation epitaktische Dünnfilme aus der BaBiO3-BaPbO3-Familie gezeigt. Das besondere Augenmerk der Arbeit gilt dabei der Herstellung eines neuartigen Supraleiters an der Grenzfläche zwischen zwei phasenreinen Schichten aus BaBiO3 und BaPbO3. Eine supraleitende Schicht zwischen zwei nicht supraleitenden Materialien ist von besonderem Interesse, da Sie aufgrund einer sogenannten elektronischen Rekonstruktion der elektronischen Phase an der Grenzfläche entsteht. Begünstigt durch das Wachstumsprinzips der Domain Matching Epitaxie werden dünne Schichten aus der BaBiO3-BaPbO3-Familie epitaktisch auf SrTiO3-Substraten hergestellt. Im Rahmen der Magnetotransportuntersuchungen der BaPbO3-Monolagen werden quantenmechanische Beiträge zurBlei-dotiertes BaBiO3 steht aufgrund seiner relativ hohen supraleitenden Übergangstemperatur in der Nähe eines topologischen Isolators mit einer Ladungsträgerdichtewelle im Fokus der aktuellen Forschung. Im Rahmen dieser Arbeit werden mittels gepulster Laserablation epitaktische Dünnfilme aus der BaBiO3-BaPbO3-Familie gezeigt. Das besondere Augenmerk der Arbeit gilt dabei der Herstellung eines neuartigen Supraleiters an der Grenzfläche zwischen zwei phasenreinen Schichten aus BaBiO3 und BaPbO3. Eine supraleitende Schicht zwischen zwei nicht supraleitenden Materialien ist von besonderem Interesse, da Sie aufgrund einer sogenannten elektronischen Rekonstruktion der elektronischen Phase an der Grenzfläche entsteht. Begünstigt durch das Wachstumsprinzips der Domain Matching Epitaxie werden dünne Schichten aus der BaBiO3-BaPbO3-Familie epitaktisch auf SrTiO3-Substraten hergestellt. Im Rahmen der Magnetotransportuntersuchungen der BaPbO3-Monolagen werden quantenmechanische Beiträge zur Leitfähigkeit beobachtet wie sie für zweidimensionale Metalle mit starker Spin-Bahn-Wechselwirkung charakteristisch sind. Die Messergebnisse zeigen eine klare Signatur einer schwachen Anti-Lokalisierung bei niedrigen Temperaturen zwischen 2 K und 20 K. Elektrische Transportuntersuchungen der Bilagen aus BaBiO3/BaPbO3 zeigen einen supraleitenden Phasenübergang in R(T) mit Übergangstemperaturen bis zu 4 K abhängig von der Schichtdicke der oberen Schicht aus BaPbO3. Der supraleitende Phasenübergang geht einher mit einer Verspannung der BaPbO3-Lage an der Grenzfläche, die sich in den Röntgenuntersuchungen durch Verschiebungen der BaPbO3-Reflexpositionen äußert. Mit zunehmender Schichtdicke relaxiert diese Verspannung, was wiederum mit einer Abnahme der kritischen Übergangstemperatur verbunden ist. Diese beobachtete Abhängigkeit der supraleitenden Sprungtemperatur von der Schichtdicke der oberen BaPbO3-Lage erlaubt den Rückschluss, dass der supraleitende Zustand an der Grenzfläche entsteht. Bilagen aus BaBiO3/BaPbO3 zeigen in den elektronischen Transportuntersuchungen in U(I) und in R(T) weiter die Charakteristika eines topologischen Phasenübergangs nach Berezinskiĭ, Kosterlitz und Thouless. Diese Kennzeichen werden allgemein als Hinweise auf ein zweidimensionales Elektronensystem gedeutet. Durch das Anlegen eines äußeren Magnetfelds kann die zweidimensionale Natur des Elektronensystems an der Grenzfläche der Bilagen zusätzlich geprüft werden. Die Ergebnisse der Magnetotransportstudien zeigen eine stark ausgeprägte Anisotropie des oberen kritischen Magnetfelds Hc2 abhängig von der Richtung des von außen angelegten Felds mit Bezug zur Filmebene. Die Winkelabhängigkeit der Richtung des kritischen Magnetfelds folgt dem gemäß der Relation von Tinkham erwarteten Verlauf. Die beobachtete Anisotropie bestätigt damit ebenfalls die zweidimensionale Geometrie der supraleitenden Schicht.show moreshow less

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Metadaten
Author:Betina Meir
URN:urn:nbn:de:bvb:384-opus4-693927
Frontdoor URLhttps://opus.bibliothek.uni-augsburg.de/opus4/69392
Advisor:Philipp Gegenwart
Type:Doctoral Thesis
Language:German
Year of first Publication:2020
Publishing Institution:Universität Augsburg
Granting Institution:Universität Augsburg, Mathematisch-Naturwissenschaftlich-Technische Fakultät
Date of final exam:2019/10/25
Release Date:2020/02/10
Tag:BKT-Übergang; Schwache Anti-Lokalisierung; BaBiO3/BaPbO3-Bilagen
Domain Matching Epitaxy
GND-Keyword:Supraleiter 2. Art; Laserablation; Heterostruktur; Grenzflächenphysik; Oxide; Kosterlitz-Thouless-Übergang
Pagenumber:166
Institutes:Mathematisch-Naturwissenschaftlich-Technische Fakultät
Mathematisch-Naturwissenschaftlich-Technische Fakultät / Institut für Physik
Mathematisch-Naturwissenschaftlich-Technische Fakultät / Institut für Physik / Lehrstuhl für Experimentalphysik VI
Dewey Decimal Classification:5 Naturwissenschaften und Mathematik / 53 Physik / 530 Physik
Licence (German):Deutsches Urheberrecht