Mit den wachsenden technologischen Herausforderungen unserer globalisierten Welt wächst auch der Bedarf an hochspezialisierten Funktionsmaterialien, die eine Schlüsselrolle in Zukunftstechnologien wie Mikroelektronik, Quantentechnologie und Energietechnik einnehmen. Im Zuge dieser Entwicklung konnten in den letzten Jahren große Fortschritte durch die Erschließung neuer Materialklassen wie beispielsweise Perowskite erzielt werden. Lanthan-Nickel-Oxid oder kurz LNO (LaNiO3) gehört ebenfalls zu dieser Materialklasse und zeichnet sich durch eine hohe elektrische Leitfähigkeit bei Raumtemperatur aus. Diese, bei Keramiken eher exotische Eigenschaft, macht LNO zu einem potenziellen Kandidaten in vielen technischen Anwendungen, beispielsweise als Elektrode in Mikroelektromechanischen Systemen (MEMS), als Seed-Layer für das Wachstum von piezokeramischen Schichten oder als Funktionsmaterial in Sauerstoff-Sensoren. Die Herstellung von dünnen LNO-Schichten, wie sie in den meisten Anwendungen benötigt werden, erfolgt meist nasschemisch und erfordert einen thermischen Schritt zur Kristallisation der Schichten. Die übergeordnete Zielsetzung dieser Arbeit besteht in der erstmaligen Entwicklung eines laserbasierten Verfahrens zur Herstellung von kristallinen LNO-Schichten mit hoher elektrischer Leitfähigkeit. In diesem Zusammenhang ist auch die Entwicklung von applikations-angepassten Funktionstinten erforderlich, welche die Anforderungen an ein laserbasiertes Verfahren erfüllen. Zur Erreichung der Ziele werden zunächst verschiedene Funktionstinten hinsichtlich ihrer Eignung in einem laserbasierten Verfahren entwickelt und charakterisiert. Anschließend werden die Einflussfaktoren auf den Kristallisationsprozess dünner LNO-Schichten quantifiziert und geeignete Bedingungen für ein laserbasiertes Verfahren abgeleitet. Im Zuge dieser Arbeit konnte ein Verfahren entwickelt werden, mit dem LNO-Schichten in einem pyrometrisch überwachten und geregelten Prozess mit einem Dioden-Laser kristallisiert und elektrische Leitfähigkeiten von bis zu 291 S/cm erreicht werden. Die notwendige Prozesszeit kann dabei von mehreren Minuten auf wenige Sekunden reduziert werden. Als Schlüssel für diese Entwicklung kann die Zusammensetzung der verwendeten Funktionstinte sowie die vorherrschende Gasatmosphäre, während der thermischen Prozessierung identifiziert werden. Diese Entwicklung eröffnet vielfältige Möglichkeiten für neue Anwendungen von LNO.
Details
Autor Fink, Samuel Moritz
Gewicht 0.231 kg
Erscheinungsdatum 19.08.2024
Eigene Bewertung schreiben
Sie bewerten:Laserbasierte Kristallisation von nasschemisch applizierten Lanthan-Nickel-Oxid-Schichten

Dissertationen

Fink, Samuel Moritz

Laserbasierte Kristallisation von nasschemisch applizierten Lanthan-Nickel-Oxid-Schichten

ISBN: 978-3-98555-227-6
Lieferzeit: 2-3 Tage
54,00 €
inkl. 7% MwSt.

Kurzbeschreibung

Neue Materialien und innovative Fertigungsverfahren sind der Schlüssel für unseren technologischen Fortschritt. Im Zuge dieser Doktorarbeit konnte ein laserbasiertes Verfahren entwickelt werden, mit dem dünne, elektrisch leitende Lanthan-Nickel-Oxid-Schichten hergestellt werden können. Die notwendige Prozesszeit kann dabei von mehreren Minuten auf wenige Sekunden reduziert werden. Diese Schichten können in der Mikroelektronik, in der Wasserstofferzeugung und als Sensoren eingesetzt werden.

Auf Lager