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M: Metallphysik

M 6: Hauptvortrag (Ch. Hesse)

M 6.1: Hauptvortrag

Montag, 23. März 1998, 14:30–15:00, H 38

Mechanismen des Fehlpassungsausgleichs an Fest-Fest-Reak-
tionsfronten — •D. Hesse — MPI für Mikrostrukturphysik Halle

Die Mechanismen des Fehlpassungsausgleichs an Schicht-Substrat-
Grenzflächen epitaktischer Schichten sind weitgehend verstanden. Für sich bewegende Fest-Fest-Reaktionsfronten werden sie dagegen erst seit kurzem systematisch untersucht. Es wird ein Überblick über die Arbeiten des Autors an einem Modellsystem gegeben. Zur Variation von Vorzeichen und Betrag der Gitterfehlpassung im Bereich von - 4,1 % bis + 4,5 % an einer ansonsten weitestgehend identischen Reaktionsfront wurde eine Serie von sieben Mg-Spinellen (Mg₂TiO₄ , MgFe₂O₄ , MgCr₂O₄ , Mg₂GeO₄ , Mg₂SnO₄ , MgAl₂O₄ , MgIn₂O₄ ) untersucht, welche in Form einer wohlorientierten Schicht durch eine topotaktische Festkörperreaktion der Metalloxide mit der MgO(001)-Oberfläche erzeugt wurden. Struktur und Zusammensetzung der Schichten sowie der Reaktionsmechanismus wurden mittels TEM/SAED, SEM, EDX, XRD und RBS analysiert. Die hochauflösende Transmissionselektronenmikroskopie an Schichtquerschnitten gestattete die Aufklärung der atomaren Struktur aller sieben Spinell/MgO-Reaktionsfronten. In Abhängigkeit von Vorzeichen und Betrag der Gitterfehlpassung, von den Löslichkeitsverhältnissen an der Reaktionsfront und vom kinetischen Regime der Festkörperreaktion werden unterschiedliche Mechanismen des Fehlpassungsausgleichs gefunden, die sich aber verstehen und unter übergreifenden Gesichtspunkten zusammenfassend diskutieren lassen.