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Bernd Schey
Laserdeposition grossflaechiger YBa2Cu3O7-x - Schichten auf einkristallinen und technischen Substraten mit Textur-Untersuchungen zur ionenunterstuetzten Laserablation von Ceroxid
Betreuer: Prof. Dr. B. Stritzker [Experimentalphysik IV]
Datum der mündlichen Prüfung: 28.07.1998
125 Seiten, deutsch , 3-8265-4286-X
In der vorliegenden Arbeit wird eine Laserdepositionsanlage vorgestellt, die es erlaubt in-situ Multischichten auf Substraten bis zu einer Groesse von 7 x 20 cm2 reproduzierbar herzustellen. Die homogene Deposition auf 7 cm Breite wird mit Hilfe eines homogenisierten Linienfokus' von 7.5 cm Laenge erreicht, der auf die Mantelflaeche eines zylinderfoermigen Targets trifft. Die Beschichtungslaenge von 20 cm kann durch eine Rasterbewegung des Substrats senkrecht zum Linienfokus realisiert werden. Auf diese Weise wurden homogene Schichtdicken mit %B16 %25 bzw. %B13.5 %25 Schwankung entlang der 7 cm Breite bzw. der 20 cm Laenge erzielt. Mit Hilfe eines speziell entwickelten Strahlungsheizers koennen reproduzierbar homogene, grossflaechige YBa2Cu3O7-x-Schichten mit sehr guten elektrischen sowie strukturellen Eigenschaften auf den verschiedensten Substratmaterialien (SrTiO3, MgO, LaAlO3, einkristallines und polykristallines yttrium-stabilisiertes ZrO2, Saphir) hergestellt werden. Beispielsweise konnte auf grossflaechigen r-plane Saphir-Substraten, die in-situ mit einer CeO2-Pufferschicht versehen wurden, auf 7 x 20 cm2 eine kritische Stromdichte bei T = 77 K von 2 MAXcm2 mit einer relativen Schwankung von %B120 %25 auf der ganzen Beschichtungsflaeche erreicht werden. Ausserdem wird an Ceroxid-Schichten, die auf Si(111)-Substraten mittels Laser- ablation bei gleichzeitigem Ionenbeschuss deponiert wurden, die Textur- und Phasenbildung in Abhaengigkeit vom Ioneneinfallswinkel, Plasmaeinfallswinkel, Ionenstrahlzusammensetzung und Depositionstemperatur untersucht. Hierbei zeigte sich, dass sowohl die Textur als auch die auftretenden Ceroxid-Phasen stark von den Prozessparametern beeinflusst werden.