Arsenide, Germanide und Gallide der frühen Übergangsmetalle

Ternäre Verbindungen der frühen Übergangsmetalle, insbesondere die durch Differential Fractional Site Occupation (DFSO) stabilisierten ternären Übergangsmetall-Chalkogenide und -Pnikogenide, bilden eine stetig wachsende Gruppe von Verbindungen. Bei Verbindungen diesen Typs findet man gemischt besetzte Metall-Positionen (Substitution der beiden beteiligten Übergangsmetalle) in Kombination mit ausgeprägten Unterschieden in den Besetzungszahlen der einzelnen, geometrisch unterschiedlichen Punktlagen. Diese Verbindungen stellen also eine spezielle Klasse von partiell geordneten, entropisch stabilisierten Materialien dar. Zum besseren Verständnis der Faktoren die zur Ausbildung von DFSO stabilisierten Verbindungen führen sind weiterführende Untersuchungen notwendig. Dies umfaßt die explorative Synthese und strukturelle Charakterisierung neuer ternärer Verbindungen, die Untersuchung der chemischen Bindung mit Hilfe von Bandstruktur-Rechnungen sowie die thermodynamische Modellierung der experimentell gefundenen internen Verteilungsgleichgewichte. Eine genauere Untersuchung dieser Faktoren könnte letztlich zur Möglichkeit führen, das Auftreten und das Ausmaß von Differential Fractional Site Occupation genauer vorherzusagen. Im Zentrum des experimentellen Teils des vorliegenden Projekts steht die explorative Synthese und strukturelle Charakterisierung von ternären Verbindungen und festen Lösungen in den Systemen M - M`- A mit M, M` = Zr, Hf, Nb, Ta und A = Ga, Ge, As. Dies umfaßt die Anwendung verschiedener Hochtemperaturmethoden zur Probenpräparation sowie die Strukturaufklärung mittels Einkristall-Röntgenbeugung und die Verfeinerung von Röntgenpulverdaten. Besondere Aufmerksamkeit wird hier der Aufklärung von Substitutionsmechanismen und detaillierte Untersuchung bevorzugter Besetzung zukommen. Die Vorhersage von bevorzugter Besetzung mit Hilfe von Elektronenstruktur-Rechnungen und die Abschätzung der damit verbundenen Energien mit Hilfe von thermodynamischen Modellrechnungen wird im Vordergrund der theoretischen Untersuchungen stehen.

Ternäre Verbindungen der frühen Übergangsmetalle, insbesondere die durch Differential Fractional Site Occupation (DFSO) stabilisierten ternären Übergangsmetall-Chalkogenide und -Pnikogenide, bilden eine stetig wachsende Gruppe von Verbindungen. Bei Verbindungen diesen Typs findet man gemischt besetzte Metall-Positionen (Substitution der beiden beteiligten Übergangsmetalle) in Kombination mit ausgeprägten Unterschieden in den Besetzungszahlen der einzelnen, geometrisch unterschiedlichen Punktlagen. Diese Verbindungen stellen also eine spezielle Klasse von partiell geordneten, entropisch stabilisierten Materialien dar. Zum besseren Verständnis der Faktoren die zur Ausbildung von DFSO stabilisierten Verbindungen führen sind weiterführende Untersuchungen notwendig. Dies umfaßt die explorative Synthese und strukturelle Charakterisierung neuer ternärer Verbindungen, die Untersuchung der chemischen Bindung mit Hilfe von Bandstruktur-Rechnungen sowie die thermodynamische Modellierung der experimentell gefundenen internen Verteilungsgleichgewichte. Eine genauere Untersuchung dieser Faktoren könnte letztlich zur Möglichkeit führen, das Auftreten und das Ausmaß von Differential Fractional Site Occupation genauer vorherzusagen. Im Zentrum des experimentellen Teils des vorliegenden Projekts steht die explorative Synthese und strukturelle Charakterisierung von ternären Verbindungen und festen Lösungen in den Systemen M - M`- A mit M, M` = Zr, Hf, Nb, Ta und A = Ga, Ge, As. Dies umfaßt die Anwendung verschiedener Hochtemperaturmethoden zur Probenpräparation sowie die Strukturaufklärung mittels Einkristall-Röntgenbeugung und die Verfeinerung von Röntgenpulverdaten. Besondere Aufmerksamkeit wird hier der Aufklärung von Substitutionsmechanismen und detaillierte Untersuchung bevorzugter Besetzung zukommen. Die Vorhersage von bevorzugter Besetzung mit Hilfe von Elektronenstruktur-Rechnungen und die Abschätzung der damit verbundenen Energien mit Hilfe von thermodynamischen Modellrechnungen wird im Vordergrund der theoretischen Untersuchungen stehen.