Grenzflächen- und Verspannungseffekte in La₁₋ₓSrₓMnO₃-Dünnschichten

Interface and strain effects in La₁₋ₓSrₓMnO₃ thin films

by Leonard Schüler
Doctoral thesis
Date of Examination:2024-12-04
Date of issue:2024-12-19
Advisor:Prof. Dr. Vasily Moshnyaga
Referee:Prof. Dr. Christian Jooß
Persistent Address: http://dx.doi.org/10.53846/goediss-10946

 

 

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Abstract

English

In this dissertation, strain and interface effects on La₁₋ₓSrₓMnO₃ (LSMO) thin films with doping levels 0 ≤ x ≤ 0.6 are investigated by Raman spectroscopy and surface-enhanced Raman spectroscopy (SERS). For undoped LaMnO₃, the growth of thin films with control of the oxygen stoichiometry is demonstrated by means of low-oxygen metal-organic aerosol deposition (LOMAD). The effects of epitaxial strain on the electronic and magnetic properties of LSMO thin films are summarized in a phase diagram and the effects of strain on lattice structure and lattice disorder due to the strong electron-phonon coupling is investigated by Raman spectroscopy. For the application of SERS on oxide thin films, the growth of gold nanoparticles by the metal-organic aerosol deposition (MAD) is optimized and it is demonstrated that SERS probes the surface up to a depth of 10 unit cells. Finally, a strain-induced surface reconstruction in the LSMO films is revealed by SERS.
Keywords: LSMO thin films; metal-organic aerosol deposition; Raman spectroscopy; Surface-enhanced Raman spectroscopy

German

In dieser Dissertation werden Grenzflächen- und Verspannungseffekte in La₁₋ₓSrₓMnO₃-Dünnschichten mit Sr-Dotierungen im Bereich 0 ≤ x ≤ 0,6 durch Ramanspektroskopie und oberflächenverstärkter Ramanspektroskopie (SERS) untersucht. Für das undotierte LaMnO₃ wird im ersten Teil der Arbeit das Wachstum dünner Schichten mit Kontrolle der Sauerstoffstöchiometrie mittels Low-Oxygen Metallorganischer Aerosoldeposition (LOMAD) gezeigt. Die Effekte der epitaktischen Verspannung auf die elektronischen und magnetischen Eigenschaften der LSMO-Dünnschichten sind im zweiten Teil in einem Phasendiagramm zusammengefasst und der Einfluss der Verspannung auf die Gitterstruktur und Gitterunordnung durch eine starke Elektron-Phonon-Kopplung durch Ramanspektroskopie dargelegt. Im letzten Teil der Arbeit wird für die Anwendung von SERS an oxidischen dünnen Schichten das Wachstum von Goldnanopartikeln mittels metallorganischer Aerosoldeposition (MAD) optimiert und demonstriert, dass durch SERS die Oberfläche bis zu einer Tiefe von 10 Einheitszellen untersucht wird. SERS zeigt schließlich eine verspannungsinduzierte Oberflächenrekonstruktion in den LSMO-Dünnschichten.
Schlagwörter: LSMO-Dünnschichten; Metallorganische Aerosoldeposition; Ramanspektroskopie; Oberflächenverstärkte Ramanspektrosopie
 
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