Piezoelektrische ZnO Schichten

Eine der wohl bekanntesten Eigenschaften funktionaler Oxide ist Piezoelektrizität. Zinkoxid (ZnO) ist piezoelektrisch und darüber hinaus auch ein Halbleiter mit einer großen direkten Bandlücke von etwa 3,3 eV und einer Exziton Bindungsenergie von 60 meV, was es auch für optoelektronische Anwendungen sehr interessant macht. Die Optimierung dessen piezoelektrischer Eigenschaften stellt eine besondere Herausforderung dar, da intrinsische Defekte – das sind z.B. fehlende Sauerstoffatome im ansonsten perfekten ZnO Kristallgitter - frei bewegliche Ladungsträger erzeugen, die die elektrischen Felder abschirmen und infolgedessen piezoelektrische Eigenschaften deutlich verschlechtern. Im Rahmen dieser Masterarbeit sollen mit Hilfe der gepulsten Laserdeposition (PLD) dünne ZnO Schichten auf verschiedenen Substratmaterialien gewachsen werden. Mit Ergebnissen aus Röntgenbeugungs-, optischer Transmissions- und elektrischer Messungen werden die PLD Prozessparameter optimiert und geeignete Substratmaterialien identifiziert. Es wird eine enge Zusammenarbeit mit der Arbeitsgruppe Magnetismus angestrebt, in der die im Rahmen dieser Masterarbeit optimierten ZnO Schichten genutzt werden sollen, um über akustische Oberflächenwellen schließlich Spinwellen anzuregen und zu studieren.