Strukturelle, optische und magnetische Eigenschaften von nanokristallinen Metalloxid-Dünnfilmen mit mesoporöser Morphologie

摘要

Die vorliegende Dissertation beschäftigt sich mit der Herstellung und Charakterisierung von magnetischen Metalloxid-Dünnfilmen mit periodisch an-geordneten Mesoporen und kristallinen Porenwänden. Die Porensysteme wurden mithilfe von amphiphilen Blockcopolymeren und molekularen Präkursoren über einen verdampfungsinduzierten Selbstaggregationsprozess hergestellt. In diesem ordnen sich die letztgenannten organischen und anorganischen „Bausteine“ gezielt zu mesoskopischen Nanostrukturen an. Insgesamt wurden drei komplexe Ver-bindungsklassen an ternären Metalloxiden in mesoporöser Form erfolgreich her-gestellt. Im Einzelnen waren dies Chrom- und Eisen-basierte Spinelle, Seltenerd-Eisen-Granate sowie Seltenerd-Orthoferrite. In diesem Zusammenhang sind zu nennen: Cobaltchromit (CoCr2O4), Cadmiumferrit (CdFe2O4), Yttrium-Eisen-Granat (Y3Fe5O12) und Lutetium-Orthoferrit (LuFeO3). Zur Veranschaulichung und Beschreibung der Porenmorphologie wurden verschiedene bildgebende Methoden wie Rasterelektronenmikroskopie, Rasterkraftmikroskopie und Trans-missionselektronenmikroskopie eingesetzt. Ergänzend zu diesen Verfahren wurden weitere Charakterisierungsmethoden wie Röntgen-Photoelektronen-spektroskopie, Raman-Spektroskopie und SQUID-Magnetometrie eingesetzt, um Erkenntnisse über die atomare Zusammensetzung der Metalloxide zu erhalten. Es wurde festgestellt, dass sich beispielsweise die strukturellen und magnetischen Eigenschaften von CoCr2O4 und Y3Fe5O12 nicht wesentlich vom entsprechenden Bulkmaterial unterscheiden. Dahingegen zeigte CdFe2O4 sowohl ein ab-weichendes magnetisches als auch optisches Verhalten.