Topografie und elektronische Struktur des zweidimensionalen oxidischen Quasikristalls in Ba-Ti-O und des (48:18:6)-Approximanten in Sr-Ti-O auf Pt(111)

Abstract

Mit der Entdeckung des zweidimensionalen oxidischen Quasikristalls (OQC) im Jahr 2013 wurde das Forschungsgebiet der Quasikristalle erweitert. Der OQC entspringt einer BaTiO3-basierten Schicht und besitzt eine 12-zählige Symmetrie. In dieser Dissertation wird der prototypische OQC im Ba-Ti-O-System mit einer erstmalig beschriebenen Approximantenstruktur nicht bekannter Komplexität im Sr-Ti-O-System verglichen. Neben den strukturellen Eigenschaften wird besonderer Fokus auf die nahezu unerforschten elektronischen Merkmale der Strukturen gelegt. Die Topografie wird mithilfe der Rastertunnelmikroskopie bei ultratiefen Temperaturen untersucht und das atomare Muster mithilfe eines computergestützten Algorithmus statistisch analysiert. Die Bestimmung elektronischer Eigenschaften erfolgt durch Rastertunnelspektroskopie. Insbesondere werden Unterschiede der elektronischen Eigenschaften durch Aufnahme lokaler Punktspektren sowie Leitfähigkeitskarten identifiziert und interpretiert.

The discovery of a two-dimensional oxide quasicrystal (OQC) in 2013 expanded the research field of quasicrystals. The OQC originates from a BaTiO3-based layer and exhibits a 12-fold symmetry. This thesis compares the prototypical OQC in the Ba-Ti-O system with a newly described approximant structure of unknown complexity in the Sr-Ti-O system. In addition to the structural properties, particular emphasis is placed on the virtually unexplored electronic characteristics of the structures. The topography is examined using scanning tunneling microscopy at ultra-low temperatures and the atomic pattern is statistically analyzed using a computer-assisted algorithm. The determination of electronic properties is carried out through scanning tunneling spectroscopy. In particular, differences in electronic properties are identified and interpreted through the acquisition of local point spectra and conductivity maps.