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Christian Hirschle

• Single-crystal NdScO\(_3\), SmScO\(_3\), TbScO\(_3\), DyScO\(_3\) (\(\it RE\)ScO\(_3\)) and NdGaO\(_3\) with perovskite-type structure and MgGa2O4 with spinel-type structure are important substrate materials for epitaxial thin film growth. In this work, thermoelastic properties of these phases are characterized and interpreted structurally. A glass-like transition in the cation distribution of MgGa\(_2\)O\(_4\) is reflected in kinks of the temperature evolution of its thermal expansion and elastic stiffnesses. At high temperatures, the anisotropy of the elastic stiffness of the perovskite phases increasingly develops higher symmetries but the materials melt before the associated structural symmetries can be realized. The temperature coefficients of some shear stiffnesses of the REScO3 at low temperatures reveal structural instabilities that have not activated known phase transitions yet. The stiffnesses of other \(\it RE\)ScO\(_3\) und \(\it RE\)GaO\(_3\) are predicted and the anisotropy of thermal expansion within these groups of materials is interpreted.
• Einkristallines NdScO\(_3\), SmScO\(_3\), TbScO\(_3\), DyScO\(_3\) (\(\it RE\)ScO\(_3\)) und NdGaO\(_3\) mit Perowskitstruktur sowie MgGa\(_2\)O\(_4\) mit Spinellstruktur sind bedeutende Substratmaterialien zur Epitaxie dünner Schichten. In dieser Arbeit werden thermoelastische Eigenschaften dieser Phasen charakterisiert und strukturell interpretiert. Ein glasartiger Übergang in der Kationenordnung von MgGa\(_2\)O\(_4\) spiegelt sich in Knicken im Temperaturverlauf der thermischen Dehnung und elastischer Steifigkeiten wider. Die Anisotropie der Steifigkeit der Perowskite bildet bei hohen Temperaturen zunehmend höhere Symmetrien aus; die Phasen schmelzen, bevor die zugehörigen strukturellen Symmetrien realisiert werden können. Der Tieftemperaturverlauf von Scherwiderständen der REScO3 zeigt strukturelle Instabilitäten auf, die bisher keine nachgewiesenen Phasenumwandlungen aktiviert haben. Die Steifigkeiten anderer \(\it RE\)ScO\(_3\) und \(\it RE\)GaO\(_3\) werden vorhergesagt und die Anisotropie der thermischen Dehnung innerhalb dieser Stoffgruppen interpretiert.