Hochdrucksynthese und Eigenschaften neuartiger binärer Oxide mit ungewöhnlichen Stöchiometrien

• Antragsteller: Dr. Sergey V. Ovsyannikov
• Fachliche Zuordnung: Experimentelle Physik der kondensierten Materie ; Herstellung und Eigenschaften von Funktionsmaterialien
• Förderung: Förderung seit 2018
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 402706186

Jüngste Entdeckungen und Studien neuer einfacher Eisenoxide (FexOy) mit bisher unbekannter Stöchiometrie (z. B. Fe4O5, Fe5O6, Fe7O9 usw.), die unter Hochdruck-Hochtemperaturbedingungen (HP-HT) synthetisiert werden können, haben gezeigt, dass diese Oxide für die Naturwissenschaften von außerordentlichem Interesse sind. Ähnlich wie Magnetit (Fe3O4) bieten diese gemischtvalenten einfachen Eisenoxide die perfekten Modellsysteme, um die Zusammenhängen zwischen Ladungswechselwirkungen und physikalischen Eigenschaften zu untersuchen. Insbesondere wurde festgestellt, dass die in Fe3O4, Fe4O5 und Fe5O6 entdeckten Ladungsordnungsübergänge vom Metall-isolator-typ mit außergewöhnlichen Verzerrungen der jeweiligen Kristallstrukturen einhergehen. Das vorliegende Projekt befasst sich der HP-HT-Synthese und der Untersuchung der physikalischen Eigenschaften neuartiger einfacher Oxide von drei üblicher Übergangsmetalle wie Eisen, Titan und Mangan. Wir werden neuartige gemischtvalente Phasen dieser einfachen Oxide synthetisieren und ihre elektronische, optische, vibratorische, mechanische, magnetische und andere Eigenschaften in einem weiten Temperatur- und Druckbereich untersuchen. Unsere Forschung wird eine Vielzahl von experimentellen Techniken umfassen, unter anderem: Einkristall-Röntgenbeugung, Raman-Spektroskopie, Infrarot- und optische Absorptionsspektroskopie, Neutronenbeugung, Mössbauer-Spektroskopie sowie Messungen verschiedener physikalischer Eigenschaften, wie z.B. thermoelektrische Energie, magnetische Suszeptibilität, Magnetisierung, Dielektrizitätskonstante, elektrische Polarisation und andere. Diese Forschung scheint sowohl aus fundamentaler als auch aus angewandter Sicht von großer Bedeutung zu sein. Die Ergebnisse dieser Untersuchungen würden das Verständnis der physikalischen Eigenschaften komplexerer, stark korrelierter Oxide erleichtern.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen