Multifunktionelle Geräte auf Basis von Einkristallen
Das Prinzip, aus zwei oder mehreren unterschiedlichen Materialien Produkte zu konstruieren, die Eigenschaften beider Materialien zeigen, ist hinlänglich bekannt. Es wird u.a. im Flugzeugbau für Metalllegierungen und zur Herstellung von Latextextilien eingesetzt, neben weiteren zahlreichen Beispielen, in denen Materialien kombiniert werden, um wünschenswerte Eigenschaften zu erzielen. Die Technik, mit der auch elektronische Geräte hergestellt werden, wurde nun weiterentwickelt. Einige Materialien weisen in Abhängigkeit von ihrer Lage auf dem Kristall unterschiedlichste elektrische oder magnetische Eigenschaften auf, was als elektrische oder magnetische Inhomogenität bzw. Phasentrennung bezeichnet wird. Die in der Natur vorkommende Manganverbindung Manganit (Manganoxyhydroxid (MnO(OH)), gehört ebenfalls zu diesen Materialien. Die Fähigkeit, multifunktionelle Geräte aus einem einzigen Material herzustellen, bietet die Möglichkeit, die Gerätefunktion mit molekularer Präzision kontrollieren zu können und komplexe Herstellungsverfahren zu umgehen. Europäische Forscher initiierten daher das Projekt COMEPHS (Controlling mesoscopic phase separation) um funktionelle mesoskopische (von der Größe einzelner Atome (mikroskopisch) bis hin zu Atomgruppen (makroskopisch)) Texturen zu generieren. Insbesondere sollte die Phasentrennung in Manganit und ähnlichen Substanzen reguliert werdenL Die Substanzen wurden in kristalliner Form oder als dünne Schichten hergestellt. Dann wurden die Bereiche identifiziert, in denen eine elektrische Phasentrennung stattfindet, und die Effekte verschiedener externer Reize wie Druck oder Magnetfeld sowie verschiedener Substrate und Substrateigenschaften bei der Phasentrennung evaluiert. Wie sich zeigte, war es machbar, durch Anwendung verschiedener externer Stimuli auf dünne Schichten die Beschaffenheit der Textur zu verändern. Mit experimentellen Methoden und neuesten Bildgebungsverfahren konnte die räumliche Modulation der physischen Eigenschaften dargestellt und die Textur vollständig charakterisiert werden. Das gewonnene Wissen über inhomogene Zustände und deren Manipulation könnte direkte und wichtige Effekte auf die Mikroelektronikbranche und alle anderen Sektoren haben, die damit indirekt zusammenhängen.
