Wiener Wissenschaftler schaffen ultradünne Aluminumschicht

Flugzeugbau sucht nach speziellen Legierungen

Zwei Forschungsgruppen der Universität Wien und der Technischen Universität Wien ist es gelungen die seit langem gesuchte Struktur des ultradünnen Aluminiumoxids aufzuklären, das sich bei der Oxidation einer Legierungsoberfläche von Nickel-Aluminium ausbildet. Diese Legierungen werden beispielsweise für den Flugzeugbau verwendet und haben damit große Relevanz für neue Technologien, berichten die Forscher in der jüngsten Ausgabe des Wissenschaftsmagazins Science.

Die Forschergruppe der Universität Wien um Georg Kresse vom Institut für Materialphysik und die Physiker der Technischen Universität Wien, Michael Schmid und Peter Varga vom Institut für Allgemeine Physik beschäftigen sich seit einigen Jahren mit der Erforschung ultradünner Oxidschichten auf Metallen. Sie haben eine neue Klasse von Oxiden entdeckt, die nur als extrem dünne Schichten auf Metalloberflächen vorkommen und ein Zwischenstadium zwischen einzelnen auf dem Metall gebundenen Sauerstoffatomen und den seit langem bekannten dickeren Oxiden darstellen. Diese Oberflächenoxide bestehen nur aus wenigen Atomlagen, oft sogar nur aus einer Schicht von Atomen.

Nun konnten die Forscher die Struktur des ultradünnen Aluminiumoxids klären, das sich bei der Oxidation einer Legierungsoberfläche von Nickel-Aluminium ausbildet. Diese Oberfläche war dafür bekannt, dass sich darauf eine geschlossene, gut geordnete Oxidschicht mit einer Dicke von nur 0,5 Nanometer Dicke ausbildet. Diese Oxidstruktur wird unter anderem für die Katalysatorforschung verwendet, allerdings waren trotz intensiver Bemühungen zahlreicher Arbeitsgruppen ihre Struktur und damit die Eigenschaften dieses Oxids unbekannt.

Nach Angaben der Forscher ist die gefundene Struktur die komplexeste aller bekannten Strukturen von Oxidoberflächen. Es gibt klare Hinweise, dass reine Aluminiumoxid-Oberflächen, die ein wichtiger Bestandteil von vielen industriellen Katalysatoren sind, nach demselben Muster aufgebaut sind.