Neste trabalho, foi utilizado o método de deposição assistida por feixe de íons (IBAD na sigla em inglês) para produção de filmes finos de nitreto de índio em substratos de silício (111) e Safira-C. Variando as condições de deposição e utlilizando a técnica de difração de raios-X, investigou-se com o intuito de obter os parâmetros que resultam em filmes finos com melhor grau de cristalinidade. Os filmes produzidos a 380C apresentaram alta cristalinidade, superior àqueles a 250C. Temperaturas muito superiores a 380C não ocasionam a formação de filme cristalino de InN, como foi observado ao utilizar a temperatura de 480C; o mesmo se observa ao utilizar temperatura ambiente. Na temperatura considerada adequada ,de 380C, obteve-se que a utilização de Ra, ou seja, a razão de fluxo de partículas entre o nitrogênio e índio, em torno de 2,3 permite obter um melhor grau de cristalinização, o qual decresce conforme se diverge desse valor. A comparação entre difratogramas de amostras produzidas com e sem a evaporação prévia de titânio, o qual é possível observar um deslocamento dos picos do InN, indicam que o efeito Gettering permite a redução de impurezas no filme, principalmente de oxigênio. Utilizou-se a técnica de Retroespalhamento de Rutherford para obtenção da composição dos elementos e o perfil de profundidade. Notou-se uma forte mistura dos elementos do substrato de silício e safira com o nitreto de índio mesmo próximos a superfície. A presença indesejável de impurezas, principalmente o oxigênio, durante a deposição de filmes finos é praticamente inevitável. Desta forma, cálculos ab initio baseados na Teoria do Funcional da Densidade (DFT) foram realizados para investigar defeitos isolados e complexos de oxigênio no nitreto de índio e a sua influência nas propriedades óticas. Considerou-se diferentes concentrações de oxigênio (x=2,76, 8,32, 11,11 e 22,22%) aplicando-se o método PBEsolGGA e TB-mBJ para o tratamento da energia e potencial de troca e correlação. Obteve-se que é energeticamente favorável o oxigênio existir principalmente como defeito carregado e isolado. Os resultados utilizando a aproximação de TB-mBJ indicam um estreitamento do bandgap conforme a concentração de oxigênio aumenta. Entretanto, a alta contribuição do efeito de Moss-Burstein resulta num efetivo alargamento do band gap, gerando valores de band gap ótico maiores que no do bulk de nitreto de índio. / In the present work, the ion beam assisted deposition (IBAD) method was used for the production of thin films of indium nitride in silicon (111) and sapphire (001) substrates. Through variation of deposition conditions and by using X-ray diffraction technique, the parameters which resulted in thin films with the best crystallinity were investigated. The film produced at 380C showed good crystallinity, which was better than the one produced at 250C. Temperatures much higher than 380C doesn\'t lead to the formation of crystalline films of InN; the same is observed by using room temperature. In the temperature of 380C considered as adequate, it was obtained that using Ra, that is, the flux ratio of nitrogen and indium, around 2.3 allows getting a better crystallinity, which decreases as deviates from this value. The comparison between diffractograms of samples produced with and without the previous titanium evaporation, where a dislocation of indium nitride peak was observed, indicates that the Gettering effect reduces the impurities on the films, especially oxygen. The Rutherford Backscattering technique was applied in order to obtain the elements composition and the depth profile. It was noticed a strong mixture between substrates elements with the indium nitride even close to the surface. The presence of unintentional impurities, mainly oxygen, are almost inevitable during thin films deposition. Thus, Density Functional Theory based on \\textit calculations was employed to investigate single and complex defects of oxygen in Indium Nitride and their influence on the optical properties. Different oxygen contents (x=2.76, 8.32, 11.11 and 22.22%) were considered in our study by using PBEsolGGA and TB-mBJ for the treatment of exchange-correlation energy and potential. It was found that oxygen is energetically favorable to exist mainly as singly charged isolated defect. The results using TB-mBJ approximation predicts a narrowing of the bandgap as oxygen content increases. Nevertheless, the larger contribution of the Moss-Burstein effect leads to an effective band-gap increase, yielding absorption edge values larger than that of the intrinsic bulk indium nitride.

Neste trabalho, foi utilizado o método de deposição assistida por feixe de íons (IBAD na sigla em inglês) para produção de filmes finos de nitreto de índio em substratos de silício (111) e Safira-C. Variando as condições de deposição e utlilizando a técnica de difração de raios-X, investigou-se com o intuito de obter os parâmetros que resultam em filmes finos com melhor grau de cristalinidade. Os filmes produzidos a 380C apresentaram alta cristalinidade, superior àqueles a 250C. Temperaturas muito superiores a 380C não ocasionam a formação de filme cristalino de InN, como foi observado ao utilizar a temperatura de 480C; o mesmo se observa ao utilizar temperatura ambiente. Na temperatura considerada adequada ,de 380C, obteve-se que a utilização de Ra, ou seja, a razão de fluxo de partículas entre o nitrogênio e índio, em torno de 2,3 permite obter um melhor grau de cristalinização, o qual decresce conforme se diverge desse valor. A comparação entre difratogramas de amostras produzidas com e sem a evaporação prévia de titânio, o qual é possível observar um deslocamento dos picos do InN, indicam que o efeito Gettering permite a redução de impurezas no filme, principalmente de oxigênio. Utilizou-se a técnica de Retroespalhamento de Rutherford para obtenção da composição dos elementos e o perfil de profundidade. Notou-se uma forte mistura dos elementos do substrato de silício e safira com o nitreto de índio mesmo próximos a superfície. A presença indesejável de impurezas, principalmente o oxigênio, durante a deposição de filmes finos é praticamente inevitável. Desta forma, cálculos ab initio baseados na Teoria do Funcional da Densidade (DFT) foram realizados para investigar defeitos isolados e complexos de oxigênio no nitreto de índio e a sua influência nas propriedades óticas. Considerou-se diferentes concentrações de oxigênio (x=2,76, 8,32, 11,11 e 22,22%) aplicando-se o método PBEsolGGA e TB-mBJ para o tratamento da energia e potencial de troca e correlação. Obteve-se que é energeticamente favorável o oxigênio existir principalmente como defeito carregado e isolado. Os resultados utilizando a aproximação de TB-mBJ indicam um estreitamento do bandgap conforme a concentração de oxigênio aumenta. Entretanto, a alta contribuição do efeito de Moss-Burstein resulta num efetivo alargamento do band gap, gerando valores de band gap ótico maiores que no do bulk de nitreto de índio. / In the present work, the ion beam assisted deposition (IBAD) method was used for the production of thin films of indium nitride in silicon (111) and sapphire (001) substrates. Through variation of deposition conditions and by using X-ray diffraction technique, the parameters which resulted in thin films with the best crystallinity were investigated. The film produced at 380C showed good crystallinity, which was better than the one produced at 250C. Temperatures much higher than 380C doesn\'t lead to the formation of crystalline films of InN; the same is observed by using room temperature. In the temperature of 380C considered as adequate, it was obtained that using Ra, that is, the flux ratio of nitrogen and indium, around 2.3 allows getting a better crystallinity, which decreases as deviates from this value. The comparison between diffractograms of samples produced with and without the previous titanium evaporation, where a dislocation of indium nitride peak was observed, indicates that the Gettering effect reduces the impurities on the films, especially oxygen. The Rutherford Backscattering technique was applied in order to obtain the elements composition and the depth profile. It was noticed a strong mixture between substrates elements with the indium nitride even close to the surface. The presence of unintentional impurities, mainly oxygen, are almost inevitable during thin films deposition. Thus, Density Functional Theory based on \\textit calculations was employed to investigate single and complex defects of oxygen in Indium Nitride and their influence on the optical properties. Different oxygen contents (x=2.76, 8.32, 11.11 and 22.22%) were considered in our study by using PBEsolGGA and TB-mBJ for the treatment of exchange-correlation energy and potential. It was found that oxygen is energetically favorable to exist mainly as singly charged isolated defect. The results using TB-mBJ approximation predicts a narrowing of the bandgap as oxygen content increases. Nevertheless, the larger contribution of the Moss-Burstein effect leads to an effective band-gap increase, yielding absorption edge values larger than that of the intrinsic bulk indium nitride.

The thesis is focused on the study of properties of GaN nanocrystals and Ga structures on the surface of silicon and graphene substrate. In the theoretical part of this thesis, the basic properties of Ga/GaN and graphene are described, as well as their applications or connection of both structures together in different devices. The ability of metal nanoparticles to enhance not only photoluminescence, due to the interaction of the material with surface plasmons, is also shown in several examples. The experimental part of the work first deals with the production and characterization of graphene sheets prepared by Chemical Vapor Deposition. Ga/GaN growth on both types of substrates was performed in a UHV chamber using an effusion cell for Ga deposition and an atomic ion source for nitridation. Prepared structures were characterized using various methods (XPS, SEM, AFM, Raman spectroscopy or photoluminescence). In the last step, GaN nanocrystals were coated with Ga islands to study the photoluminescence enhancement.

Neste trabalho foram estudadas as propriedades optoeletrônicas de dispositivos orgânicos emissores de luz (OLEDs) à base de polímeros conjugados possuindo catodos metálicos depositados por meio da técnica de deposição assistida por feixe de íons (IBAD). O principal objetivo do trabalho é produzir uma interface híbrida metal/polímero não abrupta e estudar os seus efeitos na injeção de elétrons. O uso da técnica IBAD em eletrônica orgânica é incipiente, sendo este o primeiro trabalho no Brasil aplicando-a em eletrônica orgânica. Diversos experimentos exploratórios foram feitos para adequar o uso da técnica a esta nova aplicação. Os dispositivos OLEDs possuem estrutura vertical que consiste de um anodo transparente de óxido de estanho índio (ITO) depositado sobre substrato de vidro; de uma camada transportadora de buracos de Poli (3,4-etilenodioxitiofeno): Poli (estirenosulfonato) (PEDOT:PSS) e de uma camada ativa de polifluoreno (PFO). O catodo de alumínio foi depositado sobre o PFO, utilizando a técnica IBAD, utilizando íons de argônio com energia variando de 0 a 1000eV. Simulações utilizando o código TRIM (Transport of Ions in Matter) foram feitas para avaliar a penetração do Al na camada polimérica, bem como o deslocamento atômico durante o processo IBAD. Medidas de microscopia de fluorescência, fotoluminescência (PL) e espectroscopia Raman foram utilizadas para caracterizar os efeitos dos íons sobre a camada polimérica. As propriedades da interface híbrida foram estudadas variando-se a espessura da camada ativa emissora de luz e introduzindo camadas espaçadoras de polieletrólitos inertes entre o catodo metálico e o PFO. Íons com energia maior que 400 eV produzem a diminuição das propriedades luminescentes do polímero. Por fim, as propriedades de injeção eletrônica do catodo foram estudadas através de medidas de corrente e eletroluminescência em função da voltagem. Os resultados mostraram que houve um expressivo deslocamento da voltagem de injeção (Von) para íons de argônio com energias variando entre 0 e 400 eV. As curvas de corrente versus voltagem são descritas pelo modelo Fowler- Nordheim e possuem características alteradas pelo processo IBAD. Medidas de luminescência e de corrente versus voltagem sugerem a formação de uma interface contendo nanopartículas metálicas isoladas espalhadoras de luz para energias dos íons de argônio entre 0 e 80 eV. Estas nanopartículas favorecem a injeção para campos elétricos menores. A melhora no contato entre o polímero e o catodo é observada e é consistente com a redução de caminhos preferenciais durante a injeção de elétrons, o que minimiza problemas relacionados à eficiência e durabilidade dos OLEDs. / In this work, optoelectronic properties from organic light emitting devices (OLEDs), based on conjugated polymers with metallic cathode, which were deposited by ion beam assisted deposition technique (IBAD) were studied. The main objective of this work is to produce a hybrid non abrupt metal/polymer interface and to study its effects on electron injection. The use of this technique in organic electronics is incipient, being used in Brazil for the first time. Several exploratory experiments were made, to suit this technology to this new application. The OLEDs devices have a typical vertical-architecture, using Indium Tin Oxide (ITO) covered glass substrate as transparent anode; Poly [ethylene-dioxythiophene]: Poly [styrene sulfonic acid] (PEDOT:PSS) as hole transport layer and polifluorene (PFO) as emitting layer. The cathode layer were deposited over the PFO using IBAD with aluminum and Ar ions, with energies in the range from 0 to 1000 eV. Computer simulations using TRIM code (Transport of Ions in Matter) were done to evaluate the Al penetration into the polymer and the atomic displacement during IBAD process. Fluorescence microscopy, photoluminescence (PL) and Raman spectroscopy were used to study the effects of ions on the polymer layer. The hybrid interface properties were studied with the variation of the active layer thickness and introducing spacing layers of inert polyelectrolyte between the metallic cathode and the PFO. Ions with energy above 400eV decrease polymer electroluminescent properties. Finally, electron injection properties of the cathode were studied using Current Voltage and Electroluminescent measurements. The results show that lower Ar+ ion energies (between 0 and 400 eV) cause a significant shift on the injection voltage. The Current Voltage curves, whose characteristics are modified by IBAD, are described by Fowler Nordheim model. These measurements suggests that Ar+ ion energies between 0 and 80 eV promote the formation of an interface that contains isolated metallic nanoparticles, which may scatter the light. These nanoparticles ease the injection for lower electric fields. The enhancement of the contact between polymer and cathode is observed and is consistent with the reduction of preferred paths during electron injection, which minimizes the problems related to OLEDs efficiency and durability.

Submitted by admin tede (tede@pucgoias.edu.br) on 2018-04-24T14:16:07Z No. of bitstreams: 1 PEDRO HENRIQUE RODRIGUES MAGRI.pdf: 1215151 bytes, checksum: 49385cbaa9c8f02b74cce9c2fd51c367 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-04-24T14:16:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 PEDRO HENRIQUE RODRIGUES MAGRI.pdf: 1215151 bytes, checksum: 49385cbaa9c8f02b74cce9c2fd51c367 (MD5) Previous issue date: 2018-02-21 / The present dissertation which is subscribed under the research area of Identity, Tradition and Territoriality of the History Post-Graduation Program of PUC Goiás, aims at developing new arguments which reinforce the theses widely disseminated by Renè Dreifuss and Carlos Fico about the fundamental North American participation in the preparation of the Brazilian political scenario in the years preceding the Military Coup of 1964. For such task, we intent to analyze news and columns presents in the press form of Goiás State: Revista da Arquidiocese, Brasil Central and Folha de Goyaz. By means of a study of case, we intent to show how IBAD support some candidates to increases the opposition of João Goulart’s government, thought of the elections of 1962, to ensure the north american interests in Brazil. / A presente dissertação, inscrita na linha de pesquisa Identidade, Tradição e Territorialidade do Programa de Pós-Graduação em História da PUC Goiás, pretende construir novos argumentos que reforçam as teses amplamente difundas por Renè Dreifuss e Carlos Fico sobre a fundamental participação norte-americana na preparação do cenário político brasileiro nos anos que antecederam o golpe civilmilitar de 1964. Para tal tarefa, pretendemos analisar reportagens e colunas presentes nos veículos de comunicação impressa do Estado de Goiás durante o ano de 1962: Revista da Arquidiocese, jornal Brasil Central e jornal Folha de Goyaz, mostrando através de um estudo de caso, como a imprensa goiana, por meio do IBAD, apoiou diversos candidatos aos principais cargos do poder legislativo a nível federal, estadual e municipal, com o intuito de ampliar a base de oposição ao governo de João Goulart durante as eleições de 1962, garantindo, desta forma, a manutenção dos interesses norte-americanos no país.

Neste trabalho foram estudadas as propriedades optoeletrônicas de dispositivos orgânicos emissores de luz (OLEDs) à base de polímeros conjugados possuindo catodos metálicos depositados por meio da técnica de deposição assistida por feixe de íons (IBAD). O principal objetivo do trabalho é produzir uma interface híbrida metal/polímero não abrupta e estudar os seus efeitos na injeção de elétrons. O uso da técnica IBAD em eletrônica orgânica é incipiente, sendo este o primeiro trabalho no Brasil aplicando-a em eletrônica orgânica. Diversos experimentos exploratórios foram feitos para adequar o uso da técnica a esta nova aplicação. Os dispositivos OLEDs possuem estrutura vertical que consiste de um anodo transparente de óxido de estanho índio (ITO) depositado sobre substrato de vidro; de uma camada transportadora de buracos de Poli (3,4-etilenodioxitiofeno): Poli (estirenosulfonato) (PEDOT:PSS) e de uma camada ativa de polifluoreno (PFO). O catodo de alumínio foi depositado sobre o PFO, utilizando a técnica IBAD, utilizando íons de argônio com energia variando de 0 a 1000eV. Simulações utilizando o código TRIM (Transport of Ions in Matter) foram feitas para avaliar a penetração do Al na camada polimérica, bem como o deslocamento atômico durante o processo IBAD. Medidas de microscopia de fluorescência, fotoluminescência (PL) e espectroscopia Raman foram utilizadas para caracterizar os efeitos dos íons sobre a camada polimérica. As propriedades da interface híbrida foram estudadas variando-se a espessura da camada ativa emissora de luz e introduzindo camadas espaçadoras de polieletrólitos inertes entre o catodo metálico e o PFO. Íons com energia maior que 400 eV produzem a diminuição das propriedades luminescentes do polímero. Por fim, as propriedades de injeção eletrônica do catodo foram estudadas através de medidas de corrente e eletroluminescência em função da voltagem. Os resultados mostraram que houve um expressivo deslocamento da voltagem de injeção (Von) para íons de argônio com energias variando entre 0 e 400 eV. As curvas de corrente versus voltagem são descritas pelo modelo Fowler- Nordheim e possuem características alteradas pelo processo IBAD. Medidas de luminescência e de corrente versus voltagem sugerem a formação de uma interface contendo nanopartículas metálicas isoladas espalhadoras de luz para energias dos íons de argônio entre 0 e 80 eV. Estas nanopartículas favorecem a injeção para campos elétricos menores. A melhora no contato entre o polímero e o catodo é observada e é consistente com a redução de caminhos preferenciais durante a injeção de elétrons, o que minimiza problemas relacionados à eficiência e durabilidade dos OLEDs. / In this work, optoelectronic properties from organic light emitting devices (OLEDs), based on conjugated polymers with metallic cathode, which were deposited by ion beam assisted deposition technique (IBAD) were studied. The main objective of this work is to produce a hybrid non abrupt metal/polymer interface and to study its effects on electron injection. The use of this technique in organic electronics is incipient, being used in Brazil for the first time. Several exploratory experiments were made, to suit this technology to this new application. The OLEDs devices have a typical vertical-architecture, using Indium Tin Oxide (ITO) covered glass substrate as transparent anode; Poly [ethylene-dioxythiophene]: Poly [styrene sulfonic acid] (PEDOT:PSS) as hole transport layer and polifluorene (PFO) as emitting layer. The cathode layer were deposited over the PFO using IBAD with aluminum and Ar ions, with energies in the range from 0 to 1000 eV. Computer simulations using TRIM code (Transport of Ions in Matter) were done to evaluate the Al penetration into the polymer and the atomic displacement during IBAD process. Fluorescence microscopy, photoluminescence (PL) and Raman spectroscopy were used to study the effects of ions on the polymer layer. The hybrid interface properties were studied with the variation of the active layer thickness and introducing spacing layers of inert polyelectrolyte between the metallic cathode and the PFO. Ions with energy above 400eV decrease polymer electroluminescent properties. Finally, electron injection properties of the cathode were studied using Current Voltage and Electroluminescent measurements. The results show that lower Ar+ ion energies (between 0 and 400 eV) cause a significant shift on the injection voltage. The Current Voltage curves, whose characteristics are modified by IBAD, are described by Fowler Nordheim model. These measurements suggests that Ar+ ion energies between 0 and 80 eV promote the formation of an interface that contains isolated metallic nanoparticles, which may scatter the light. These nanoparticles ease the injection for lower electric fields. The enhancement of the contact between polymer and cathode is observed and is consistent with the reduction of preferred paths during electron injection, which minimizes the problems related to OLEDs efficiency and durability.

In dieser Arbeit wurde die Textur- und Mikrostrukturentwicklung von MgO bei der ionenstrahlunterstützten Laserdeposition auf amorphen Substraten untersucht. Das Wachstum der Schichten wurde in-situ mit Hilfe der hochenergetischen Elektronenbeugung verfolgt. Eine Auswertung der Beugungsaufnahmen ermöglicht qualitative und quantitative Aussagen zur Texturausbildung während des Wachstums. Anschließend erfolgte eine Charakterisierung mit Röntgenmethoden, mit dem AFM und dem REM. Zur Untersuchung aktiver Mechanismen wurden ergänzende Experimente an MgO-Einkristallen durchgeführt. Bei der Abscheidung von MgO auf amorphen Substraten ohne Ionenstrahlunterstützung können zwei Temperaturbereiche unterschieden werden. Unterhalb von 250°C entwickelt sich aus einer amorphen Keimschicht eine <110>-Fasertextur. Oberhalb dieser Temperatur wird in der Keimbildung eine <100>-Fasertextur beobachtet. Mit wachsender Schichtdicke führt ein Texturwechsel zu einer <111>-Fasertextur. Als treibende Kraft für diesen Prozeß werden innere Spannungen angesehen. Bei Verwendung eines unterstützenden Ionenstrahls findet eine orientierte Keimbildung statt, bei der biaxiale Texturen in einer Schichtdicke unterhalb von 10 nm ausgebildet werden. Unterhalb von 250°C werden Texturkomponenten mit einer <100>-Richtung parallel zum Ionenstrahl bevorzugt. Oberhalb dieser Schwellentemperatur wurde bei einem Ioneneinfallswinkel zwischen 35° und 55° und Ionenenergien zwischen 400 und 800 eV eine Würfeltextur mit einer <110>-Richtung parallel zum Ionenstrahl auf verschiedenen amorphen und glatten Substraten gefunden. Der optimale Ioneneinfallswinkel liegt bei einem Winkel von 45°, wobei Würfeltexturen mit in-plane Halbwertsbreiten von < 21° erreicht. Ursache für die in-plane Texturierung ist eine anisotrope Sputterrate, die bei Experimenten an MgO-Einkristallen gefunden wurde. Ein Vergleich mit molekulardynamischen Simulationen zeigt, daß entlang der <110>-Richtung ein Channeling möglich ist. Da in diesem Temperaturbereich die <100>-Richtung parallel zur Substratnormalen thermodynamisch bevorzugt ist, werden auf Grund des Channeling Keime mit einer <110>-Richtung parallel zum Ionenstrahl weniger gestört als anders orientierte Körner und dominieren so die Oberflächentextur. Oberhalb einer Schichtdicke von ca. 5 nm wird eine Texturänderung beobachtet, die zu Komponenten mit einer <100>-Richtung parallel zum Ionenstrahl führt und für die die starke Anisotropie der Sputterrate verantwortlich gemacht werden kann. In Experimenten an Einkristallen wurde das Minimum der Sputterrate für eine Ausrichtung der <100>-Richtung parallel zum Ionenstrahl gefunden. Auslöser für die Texturänderung ist der Einbau von Defekten auf Grund der Ionenstrahlunterstützung. Dadurch entstehen Subkörner mit einer breiten out-of-plane Orientierungsverteilung, aus denen über eine sputterbedingte Wachstumsauslese Körner mit einem minimalen Winkel zwischen Ionenstrahl und <100>-Richtung bevorzugt werden. Diese Argumentation wird zusätzlich durch eine beobachtete Zunahme von Korngröße und Rauhigkeit gestützt. Um dickere, würfelorientierte Schichten zu erhalten, muß die Keimschicht epitaktisch weitergewachsen werden. Voruntersuchungen an Einkristallen zeigten, daß mit PLD eine Homoepitaxie ab einer Temperatur von 300°C möglich ist. Allerdings wurde bei der Deposition auf würfelorientierten MgO-Keimschichten ein Texturwandel zu <111>-Fasertexturen beobachtet. Als Ursache kommen Spannungen oder eine schlechter Bedeckungsgrad der würfelorientierten Bereiche in Frage. Die epitaktische Deposition anderer Oxide führte nicht zum Erfolg. Das auf die MgO-Keimschicht direkt deponierte YBCO wies dagegen eine biaxiale Textur mit einer Halbwertsbreite von ca. 40° auf. In Vergleichsexperimenten mit TiN wurde in der Keimbildung ebenfalls eine Würfelorientierung gefunden. Dies weist darauf hin, daß die beobachteten Mechanismen der Texturentwicklung auf andere Substanzen mit NaCl-Struktur verallgemeinert werden können.

In der vorliegenden Arbeit wurden Schichten des Hochtemperatursupraleiters YBa2Cu3O7-δ (YBCO) untersucht, die epitaktisch mittels gepulster Laserabscheidung auf texturierten metallischen Templaten abgeschieden wurden. Dabei kamen ionenstrahltexturiertes ABAD-YSZ-Band und walztexturiertes NiW-Band zum Einsatz. Für Anwendungen solcher sogenannten Bandleiter ist die Fähigkeit zum Transport möglichst hoher kritischer Ströme Ic essentiell. Dies kann durch das Wachstum möglichst dicker Schichten, eine Verbesserung der Flussschlauchverankerung (Pinning), sowie die Reduzierung der durch Korngrenzen verursachten Stromlimitierung erreicht werden. Im ersten Teil der Arbeit wurden strukturelle und supraleitende Eigenschaften in bis zu 5 µm dicken YBCO-Schichten auf ABAD-YSZ-Band untersucht. Dazu wurden neben nicht-fremdphasendotierten (undotierten) YBCO-Schichten auch BaHfO3- und BaY(NbTa)O6-dotierte YBCO-Schichten herangezogen. Die Untersuchungen erfolgten mittels Röntgenbeugungs-methoden (XRD), Rasterelektronen- und Rasterkraftmikroskopie (REM, AFM), sowie resistiver und induktiver Methoden zur Bestimmung der Sprungtemperatur Tc und der kritischen Stromdichte Jc. Schichtdickenabhängige Messungen konnten u. a. zeigen, dass Ic in undotierten YBCO-Schichten bei einer Dicke oberhalb von 2,8 µm nicht weiter anstieg, während Ic in den dotierten Schichten bis zu einer Dicke von 5 µm nicht limitiert war. Darüber hinaus konnte in temperatur- und feldabhängigen Jc-Messungen ein verbessertes Pinningverhalten bei tiefen Temperaturen und in hohen äußeren Magnetfeldern gefunden werden. Mit Hilfe von transmissionselektronenmikroskopischen Untersuchungen (TEM) und Messungen der Jc-Anisotropie wurde zusätzlich ein Strukturschema herausgearbeitet, das eine Verknüpfung von Herstellungsparametern, Mikrostruktur und Pinningeigenschaften ermöglicht. Der zweite Teil befasste sich mit der Analyse der Mikrostruktur und der lokalen Textur von undotierten YBCO-Schichten auf ABAD-YSZ- und NiW-Band. Die lokale Textur wurde dabei mittels Rückstreuelektronenbeugung (EBSD) aufgelöst. Die Ergebnisse wurden mit orts-aufgelösten Magnetisierungsmessungen (Raster-Hall-Sonden-Mikroskopie) korreliert, mit denen der lokale Stromfluss untersucht werden kann. Auf beiden Templaten zeigte sich eine granulare Struktur, die durch gegeneinander verkippte bzw. verdrehte YBCO-Körner gekennzeichnet war. Während die granulare Struktur auf ABAD-YSZ-Band durch hauptsächlich in-plane missorientierte YBCO-Bereiche mit einem Durchmesser < 1 µm charakterisiert war, konnten auf NiW-Band hauptsächlich out-of-plane missorientierte Bereiche mit einer typischen Größe von 20-50 µm nachgewiesen werden. Auf NiW-Band hing die YBCO-Mikrostruktur und die Schärfe der lokalen Textur von der individuellen out-of-plane Missorientierung des darunter-liegenden NiW-Korns ab, was auf eine bereits im unbeschichteten NiW-Band vorhandene Facettierung zurückgeführt werden konnte. Zu deren Beschreibung wurde ein Facettenmodel entwickelt, das durch TEM-Untersuchungen bestätigt werden konnte. Abschließend wurde auf einkristallinen Substraten und auf ABAD-YSZ-Band ein homogener Stromfluss nachgewiesen, während die supraleitenden Eigenschaften in YBCO-Schichten auf NiW-Band von der lokalen Mikrostruktur und Textur bestimmt wurden. Damit konnte gezeigt werden, dass die globalen Eigenschaften der Bandleiter vom Zusammenspiel eines über Korngrenzen miteinander verbundenen Ensembles von Körnern mit individuellen Eigenschaften bestimmt werden.

In dieser Arbeit wurde die Textur- und Mikrostrukturentwicklung von MgO bei der ionenstrahlunterstützten Laserdeposition auf amorphen Substraten untersucht. Das Wachstum der Schichten wurde in-situ mit Hilfe der hochenergetischen Elektronenbeugung verfolgt. Eine Auswertung der Beugungsaufnahmen ermöglicht qualitative und quantitative Aussagen zur Texturausbildung während des Wachstums. Anschließend erfolgte eine Charakterisierung mit Röntgenmethoden, mit dem AFM und dem REM. Zur Untersuchung aktiver Mechanismen wurden ergänzende Experimente an MgO-Einkristallen durchgeführt. Bei der Abscheidung von MgO auf amorphen Substraten ohne Ionenstrahlunterstützung können zwei Temperaturbereiche unterschieden werden. Unterhalb von 250°C entwickelt sich aus einer amorphen Keimschicht eine &amp;lt;110&amp;gt;-Fasertextur. Oberhalb dieser Temperatur wird in der Keimbildung eine &amp;lt;100&amp;gt;-Fasertextur beobachtet. Mit wachsender Schichtdicke führt ein Texturwechsel zu einer &amp;lt;111&amp;gt;-Fasertextur. Als treibende Kraft für diesen Prozeß werden innere Spannungen angesehen. Bei Verwendung eines unterstützenden Ionenstrahls findet eine orientierte Keimbildung statt, bei der biaxiale Texturen in einer Schichtdicke unterhalb von 10 nm ausgebildet werden. Unterhalb von 250°C werden Texturkomponenten mit einer &amp;lt;100&amp;gt;-Richtung parallel zum Ionenstrahl bevorzugt. Oberhalb dieser Schwellentemperatur wurde bei einem Ioneneinfallswinkel zwischen 35° und 55° und Ionenenergien zwischen 400 und 800 eV eine Würfeltextur mit einer &amp;lt;110&amp;gt;-Richtung parallel zum Ionenstrahl auf verschiedenen amorphen und glatten Substraten gefunden. Der optimale Ioneneinfallswinkel liegt bei einem Winkel von 45°, wobei Würfeltexturen mit in-plane Halbwertsbreiten von &amp;lt; 21° erreicht. Ursache für die in-plane Texturierung ist eine anisotrope Sputterrate, die bei Experimenten an MgO-Einkristallen gefunden wurde. Ein Vergleich mit molekulardynamischen Simulationen zeigt, daß entlang der &amp;lt;110&amp;gt;-Richtung ein Channeling möglich ist. Da in diesem Temperaturbereich die &amp;lt;100&amp;gt;-Richtung parallel zur Substratnormalen thermodynamisch bevorzugt ist, werden auf Grund des Channeling Keime mit einer &amp;lt;110&amp;gt;-Richtung parallel zum Ionenstrahl weniger gestört als anders orientierte Körner und dominieren so die Oberflächentextur. Oberhalb einer Schichtdicke von ca. 5 nm wird eine Texturänderung beobachtet, die zu Komponenten mit einer &amp;lt;100&amp;gt;-Richtung parallel zum Ionenstrahl führt und für die die starke Anisotropie der Sputterrate verantwortlich gemacht werden kann. In Experimenten an Einkristallen wurde das Minimum der Sputterrate für eine Ausrichtung der &amp;lt;100&amp;gt;-Richtung parallel zum Ionenstrahl gefunden. Auslöser für die Texturänderung ist der Einbau von Defekten auf Grund der Ionenstrahlunterstützung. Dadurch entstehen Subkörner mit einer breiten out-of-plane Orientierungsverteilung, aus denen über eine sputterbedingte Wachstumsauslese Körner mit einem minimalen Winkel zwischen Ionenstrahl und &amp;lt;100&amp;gt;-Richtung bevorzugt werden. Diese Argumentation wird zusätzlich durch eine beobachtete Zunahme von Korngröße und Rauhigkeit gestützt. Um dickere, würfelorientierte Schichten zu erhalten, muß die Keimschicht epitaktisch weitergewachsen werden. Voruntersuchungen an Einkristallen zeigten, daß mit PLD eine Homoepitaxie ab einer Temperatur von 300°C möglich ist. Allerdings wurde bei der Deposition auf würfelorientierten MgO-Keimschichten ein Texturwandel zu &amp;lt;111&amp;gt;-Fasertexturen beobachtet. Als Ursache kommen Spannungen oder eine schlechter Bedeckungsgrad der würfelorientierten Bereiche in Frage. Die epitaktische Deposition anderer Oxide führte nicht zum Erfolg. Das auf die MgO-Keimschicht direkt deponierte YBCO wies dagegen eine biaxiale Textur mit einer Halbwertsbreite von ca. 40° auf. In Vergleichsexperimenten mit TiN wurde in der Keimbildung ebenfalls eine Würfelorientierung gefunden. Dies weist darauf hin, daß die beobachteten Mechanismen der Texturentwicklung auf andere Substanzen mit NaCl-Struktur verallgemeinert werden können.

This diploma thesis deals with the automation of the deposition process by ion beam sputtering and ion beam assisted deposition. This work contains drawings of mechanical adjustments of the deposition chamber designed to control shutter and rotation of the target using stepper motors. There are presented ways to control stepper motors and troubleshoot their exact settings. Another task is to design a system for computer control of the deposition process. There are discussed ways to control the ion sources, pressure meter, flow meter and thickness meter, and their connection to a PC via RS-232 and analog-digital converters. It is also designed control program in LabVIEW, which allow automated multilayer deposition. Last part of the thesis deals with testing automatic deposition and results are commented.