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Struktur, Wachstum und Phasenumwandlungen dünner Eisen-Palladium Schichten

dc.contributor.advisorMayr, Stefan G. Prof. Dr.de
dc.contributor.authorEdler, Tobiasde
dc.date.accessioned2010-09-06T15:31:37Zde
dc.date.accessioned2013-01-18T13:34:20Zde
dc.date.available2013-01-30T23:51:08Zde
dc.date.issued2010-09-06de
dc.identifier.urihttp://hdl.handle.net/11858/00-1735-0000-0006-B4D4-Cde
dc.identifier.urihttp://dx.doi.org/10.53846/goediss-2732
dc.description.abstractEisen-Palladium ist ein modernes Funktionsmaterial, das eine große Bandbreite an interessanten physikalischen Effekten zeigt, die in vielfältigen technischen Anwendungen genutzt werden können. Im Rahmen dieser Arbeit wird der Einfluss verschiedener Depositionsverfahren, Substrate und Nachbehandlungen (z.B. Ionenbestrahlung und Temperaturbehandlungen) auf die Struktur und die intrinsischen Eigenschaften dünner Eisen-Palladium-Filme mit Zusammensetzungen um Fe70Pd30 untersucht. Insbesondere ist hierbei der Einfluss der Wachstumsbedingungen und der auftretenden mechanischen Verspannungen (die sowohl während des Wachstums der Filme in-situ gemessen als auch in Molekulardynamiksimulationen untersucht wurden) von Interesse, um so die mikroskopischen Ursachen für die Eigenschaften der Filme zu verstehen und diese gezielt zu beeinflussen.In polykristallinen Filmen wird ein Martensitübergang beobachtet, der je nach Zusammensetzung bei Temperaturen von bis zu 60°C abläuft und mit charakteristischen Änderungen der Magnetisierung und des elektrischen Widerstands einhergeht.In Gegensatz zu anderen Depositionsverfahren wie der gepulsten Laserdeposition, lassen sich mittels Elektronenstrahlverdampfen auf MgO(100)-Substraten bei hohen Temperaturen dicke, spannungsfreie, epitaktische Filme in der fcc-Struktur herstellen. Um in diesen Schichten den Einfluss des Substrats auf die Mikrostruktur und die Phasenstabilität zu untersuchen, wurden zwei Verfahren entwickelt um die Filme nach der Herstellung ohne Opferschicht direkt von den MgO-Substraten abzulösen. In solchen freistehenden, sehr dünnen einkristallinen Folien kann ein reversibler Übergang zwischen der fcc-, fct-, und der bcc-Struktur beobachtet werden, der in Massivproben nur irreversibel abläuft, und der in nicht abgelösten Schichten durch das Substrat vollständig unterdrückt wird. Da solch ein freistehender einkristalliner Film an seinen Oberflächen sehr leicht Verspannungen abbauen kann, kann sich hier die Gitterstruktur den ganzen Bain-Pfad entlang umwandeln. In freistehenden einkristallinen austenitischen Filmen findet man darüber hinaus einen sehr geringen Elastizitätsmodul von etwa 14 GPa, der zeigt, dass sich die Instabilität des austenitischen Gitters schon deutlich vor dem Martensitübergang abzeichnet, und auch dann vorhanden ist, wenn wegen einer von vielen Defekten geprägten Mikrostruktur keine Martensitbildung beim Kühlen beobachtet wird.de
dc.format.mimetypeapplication/pdfde
dc.language.isogerde
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/de
dc.titleStruktur, Wachstum und Phasenumwandlungen dünner Eisen-Palladium Schichtende
dc.typedoctoralThesisde
dc.title.translatedStructure, growth and phase transitions of thin Iron-Palladium filmsde
dc.contributor.refereeKirchheim, Reiner Prof. Dr.de
dc.date.examination2010-06-15de
dc.subject.dnb530 Physikde
dc.description.abstractengIron-Palladium is a modern functional material, which shows a great variety of physical effects that can be used in many different technical applications. In this work, the influence of different deposition methods, substrate materials and post-deposition treatments (e.g. ion irradiation and annealing) on structural and intrinsic properties of thin Iron-Palladium films in the vicinity of the composition Fe70Pd30 is being investigated. Therefore, the influence of growth conditions and especially the stress state (which has both been measured in-situ during film growth and been investigated in molecular dynamics simulations) is of particular interest in order to understand the microscopic origin of film properties and to be able to control them.Polycrystalline films show a martensitic transformation, which can be pushed to temperatures as high as 60°C by choosing a suitable composition. This martensitic transformation is accompanied by characteristic changes in magnetization and electrical resistivity.In contrast to other deposition methods like pulsed laser deposition, it is possible to grow thick, epitaxial, stress-free films in the fcc-structure by electron-beam-evaporation on heated MgO(100) substrates. In order to evaluate the influence of substrate constraints on microstructure and phase stability, two methods to release the films directly from the substrates without the use of a sacrificial layer have been developed. In such freestanding, very thin single crystalline foils, a reversible transition between a fcc, fct and a bcc structure can be observed, which is being considered irreversible in bulk material, and which can be completely suppressed by the substrate constraints in substrate-attached films. As such a freestanding singe-crystalline film can easily relax strains at its surfaces, this structural transition along the whole Bain-path can be observed. Further more, these freestanding films show a very low Young"s modulus of about 14 GPa, which shows clearly, that the instability of the austinitic lattice can be observed significantly above the martensitic transition, and is also present, when the martensitic transformation itself is being suppressed by a defect-rich microstructure.de
dc.subject.topicMathematics and Computer Sciencede
dc.subject.gerFePdde
dc.subject.gerMartensitische Unwandlungde
dc.subject.gerMagnetischer Formgedächtniseffektde
dc.subject.engFePdde
dc.subject.engmartensitic transformationde
dc.subject.engmagnetic shape memory effectde
dc.subject.bk33.64de
dc.subject.bk33.68de
dc.identifier.urnurn:nbn:de:gbv:7-webdoc-2599-9de
dc.identifier.purlwebdoc-2599de
dc.affiliation.instituteFakultät für Physikde
dc.subject.gokfullRVS 400: Thermodynamik von Metallen und Legierungen {Physik}de
dc.subject.gokfullRVS 700: Mikrostruktur Gefüge- {Physik}de
dc.subject.gokfullRVT 100: Physikalische Eigenschaften von Metallen und Legierungende
dc.identifier.ppn639560245de


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