Combinatorial solid state materials science and technology

Abstract

Conventional 'one by one' synthesis approach has been a major rate limiting step in the systematic exploration of increasingly complex materials for the demanding new technologies. New concepts of 'combinatorial chemistry' are presented for the substantially efficient and cost-effective parallel synthesis and optimization of variety of multicomponent compounds as well as artificially designed lattices and devices. Effectiveness of variety of application areas developed by us is discussed with typical examples and brief review of the merits, challenges, current status and the future directions.

Combinatorial and High‐Throughput Materials Science

“…[158] This approach, documented in a large number of manuscripts, was used, for example, for the synthesis of high-quality c-axis-oriented Mg-doped ZnO thin films on sapphire (0001) substrates, [158] 3d transition metal ion doped epitaxial ZnO films, [159,160] libraries of thin (Ca 1Àx Ba x ) 3 Co 4 O 9 films on TiO 2 rutile (001) substrates, [160] and SrTiO 3 /BaTiO 3 superlattices with equimolar ratios and different periodicities. [161] Epitaxial composition spreads of Sr-VCr-Ti oxides on two different single-crystal substrates, LaAlO 3 and Nb-doped SrTiO 3 , have been evaluated for the photoreduction of Ag + to Ag.…”

Kombinatorische und Hochdurchsatz‐Techniken in der Materialforschung

“…Dabei stellte sich heraus, dass die Koerzitivfelder mit m 0 H c > 0. 7 [158] Dieser Ansatz, der vielfach dokumentiert ist, wurde beispielsweise für die Synthese von qualitativ hochwertigen, hinsichtlich der kristallographischen c-Achse ausgerichteten, mit Mg dotierten dünnen ZnO-Filmen auf Saphir(0001)-Substraten, [158] von mit 3d-Übergangsmetallionen dotierten epitaktischen ZnO-Filmen, [159,160] von Bibliotheken mit dünnen (Ca 1Àx Ba x ) 3 Co 4 O 9 -Filmen auf TiO 2 -Rutil(001)-Substraten [160] oder von SrTiO 3 /BaTiO 3 -Übergittern mit äqui- [169,170] Die Bibliotheksplatte wird in diesem System unterhalb eines perforierten Polypropylenblocks mit einer Anordnung von darunterliegenden, einzelnen O-Ringen abgedichtet. Die Elektrodeposition wird entweder in serieller Abfolge mithilfe von in x-y-z-Richtung verschiebbaren Gegen-und Referenz-Drahtelektroden oder in paralleler Schaltung mithilfe von Gegenelektroden erreicht, die über einen Multiplexer mit einem Potentiostat verschaltet sind.…”

Optical properties of ZnO-based quantum structures

“…In a related review article, the benefit of the combinatorial technique is described in detail [18]. For example, the well width dependence of the radiative and nonradiative recombination times of localized excitons was estimated by time-resolved photoluminescence spectroscopy [40,36].…”