Universiẗat, Diss., 2003--Freiburg (Breisgau).

Techn. University, Diss., 2004--Dresden.

The L10 FePt phase belongs to the most promising hard ferromagnetic materials for high density recording media. The main challenges for thin FePt films are: (i) to lower the process temperature for the transition from the soft magnetic A1 to the hard magnetic L10 phase, (ii) to realize c-axes preferential oriented layers independently from the substrate nature and (iii) to control layer morphology supporting the formation of FePt - L10 self-organized isolated nanoislands towards an increase of the signal-to-noise ratio. In this study, dc magnetron sputtered FePt thin films on amorphous substrates were inve-stigated. The work is focalized on the correlation between structural and magnetic properties with respect to the influence of deposition parameters like growth mode (co-sputtering vs. layer – by - layer) and the variation of the deposition gas (Ar, Xe) or pressure (0.3 - 3 Pa). In low-pressure Ar discharges, high energetic particle impacts support vacancies formation during layer growth lowering the phase transition temperature to (320 +/- 20)°C. By reducing the particle kinetic energy in Xe discharges, highly (001) preferential oriented L10 - FePt films were obtained on a-SiO2 after vacuum annealing. L10 - FePt nano-island formation was supported by the introduction of an Ag matrix, or by random ballistic aggregation and atomic self shadowing realized by FePt depositions at very high pressure (3 Pa). The high coercivity (1.5 T) of granular, magnetic isotropic FePt layers, deposited in Ar discharges, was measured with SQUID magnetometer hysteresis loops. For non-granular films with (001) preferential orientation the coercivity decreased (0.6 T) together with an enhancement of the out-of- plane anisotropy. Nanoislands show a coercive field close to the values obtained for granular layers but exhibit an in-plane easy axis due to shape anisotropy effects. An extensive study with different synchrotron X-ray scattering techniques, mainly performed at the ESRF, BM-20 (ROBL-Beamline), pointed out the importance of in-situ investigations to clearly understand the kinetic mechanism of the A1 to L10 transition and ordering and to control FePt nanoclusters evolution.

Mittels reaktivem Magnetron-Sputtern hergestellte Indium-Zinn-Oxid-Dünnschichten wurden mit den Methoden der Röntgendiffraktometrie und Röntgenreflektometrie charakterisiert. Es konnte gezeigt werden, dass die Wahl des Arbeitspunktes bei der Schichtabscheidung erheblichen Einfluss auf Kristallitorientierung, Gitterkonstante und Größe der Schichtspannung hat. Zusätzlich wurden mittels des Langford-Verfahrens Korngröße und Mikrospannungen bestimmt. Im Rahmen der röntgenografischen Spannungsmessung zeigten sich nichtlineare Verläufe der Dehnung über sin²Ψ, die mit dem Kornwechselwirkungsmodell nach Vook und Witt erklärt werden.

Im Rahmen dieser Diplomarbeit erfolgte die Charakterisierung von dünnen Co-Al-Si-Schichten durch elektrische Messungen, RBS, REM, TEM, AES, MOKE sowie temperaturabhängige Messungen des spezifischen elektrischen Widerstandes. Es wurde die Phasenbildung in diesem ternären System und die Beeinträchtigung der Phasenbildung im System Co-Si in Abhängigkeit des Al-Gehaltes betrachtet. Die Co-Al-Schichten wurden duch Magnetronsputtern auf Si(001)-Substraten abgeschieden und im Temperaturbereich von 500°C bis 900°C getempert (30s).

Zugl.: Stuttgart, Univ., Diss., 2001.

Chemnitz, Techn. Univ., Diss., 2007.

Aachen, Techn. Hochsch., Diss., 2004

Die Arbeit thematisiert die Optimierung von Beschichtungsvorgängen mithilfe der Ionenstrahlsputterdeposition hinsichtlich der Homogenität von Substraten mit Tiefenprofil. Dazu wurde eine Simulationssoftware entwickelt und hinsichtlich der Problemstellung an mehreren Beispielen getestet.

Im Fokus der vorliegenden Arbeit lag die Untersuchung polykristalliner TiO2:Ta-Schichten, hergestellt mittels Gleichstrom-Magnetron-Sputtern durch Verwendung reduzierter keramischer Targets und anschließender thermischer Nachbehandlung im Vakuum der zunächst nichtleitfähigen amorphen Precursorschichten. Es wurden die physikalischen Zusammenhänge, welche die strukturellen, elektrischen und optischen Eigenschaften der kristallinen TiO2:Ta-Schichten beeinflussen analysiert und dabei eine empfindliche Abhängigkeit vom Sauerstofffluss während der Abscheidung festgestellt. Es zeigte sich, dass die Verringerung der kinetischen Energie der Plasmateilchen beim Magnetron-Sputtern durch die Erhöhung des Gesamtdruckes vorteilhaft ist, um das Wachstum des gegenüber Rutil besser leitfähigen Anatas in Verbindung mit dem für niedrige Widerstände notwendigen Sauerstoffdefizit zu realisieren. Bei einem Gesamtdruck von 2 Pa abgeschiedene polykristalline TiO2:Ta-Schichten haben einen spezifischen Widerstand von 1,5·10-3 Ωcm, eine hohe Ladungsträgermobilität (≈8 cm2V-1s-1) und einen geringen Extinktionskoeffizienten von 0,006. Die Abhängigkeit des elektrischen Widerstandes vom Sauerstoffdefizit in der TiO2:Ta-Schicht wurde unter dem Gesichtspunkt der Ladungsträgeraktivierung sowie der Bildung von Ti-Fehlstellen diskutiert, welche vermutlich zur Kompensation und Lokalisierung von freien Elektronen beitragen. Darüber hinaus wurde zur effizienteren Gestaltung der thermischen Nachbehandlung die konventionelle Vakuumtemperung erstmalig erfolgreich durch die Blitzlampentemperung ersetzt. / The work is focused on understanding the physical processes responsible for the modification of the structural, electrical and optical properties of polycrystalline TiO2:Ta films formed by vacuum annealing of initially not conductive amorphous films deposited by direct current magnetron sputtering. It is shown that the oxygen deficiency of amorphous and annealed TiO2:Ta films, respectively, is critical to achieve low resistivity and high optical transmittance of the crystalline films. Increasing the total pressure during magnetron sputter deposition is shown to be beneficial to achieve the desired oxygen deficient anatase growth, which is discussed in terms of energetic particle bombardment. Polycrystalline anatase TiO2:Ta films of low electrical resistivity (1,5·10-3 Ωcm), high free electron mobility (≈8 cm2V-1s-1), and low extinction (0,006) are obtained in this way at a total pressure of 2 Pa. The dependence of the polycrystalline film electrical properties on the oxygen content is discussed in terms of Ta dopant electrical activation as well as transport limiting processes taking into account the formation of Ti-vacancies. In addition, the conventional vacuum annealing has been successfully substituted by the flash lamp annealing in the millisecond range.