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Projekt
SPP 1415: Kristalline Nichtgleichgewichtsphasen - Präparation, Charakterisierung und in situ-Untersuchung der Bildungsmechanismen
Fachliche Zuordnung
Chemie
Physik
Physik
Förderung
Förderung von 2009 bis 2015
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 73789094
Auch heute ist es nahezu unmöglich, gezielt neue stabile und vor allem metastabile kristalline Phasen zu präparieren. Dies ist darauf zurückzuführen, dass ein tiefer gehendes atomistisches Verständnis der strukturbildenden Vorgänge fehlt, die bei der "Geburtsstunde kristalliner Festkörper ablaufen, nämlich der Keimbildung und des Kristallwachstums. Dieses fehlende Verständnis der Elementarschritte bei der Bildung eines Feststoffes ist der wesentliche Grund, warum bisher ein Großteil der von der Theorie als existenzfähig vorhergesagten, kristallinen Festkörper präparativ nicht zugänglich ist. Daher kann das diesen Verbindungen innewohnende Potenzial für die Entwicklung neuer Materialien mit bisher nicht erreichbaren Eigenschaften nicht nutzbar gemacht werden. Wachstum und Wohlstand im 21. Jahrhundert werden aber ganz wesentlich getrieben werden von Innovationen und Neuentwicklungen bei der Materialsynthese. Erst auf der Basis verbesserter oder neuer Materialeigenschaften können die Produkte von morgen entwickelt werden.In diesem Schwerpunktprogramm werden die rasanten Fortschritte und Erkenntnisse sowohl bei der in-situ-Analytik als auch der theoretischen Untersuchung der Primärschritte der Strukturbildung gebündelt, um interdisziplinär ein atomistisches Verständnis zu entwickeln. Dieses vertiefte Verständnis der Bildungsmechanismen ist für die präparativ orientierten Arbeitsgruppen die wesentliche Grundlage für die Weiterentwicklung des synthetischen Methodenarsenals mit dem erklärten Ziel einer Lenkung der strukturbildenden Vorgänge in Richtung metastabiler kristalliner Festkörper. Mit dem Schwerpunktprogramm soll der offenkundige Mangel im Verständnis der fundamentalen Einzelschritte bei der Bildung kristalliner Feststoffe behoben werden. Zusätzlich soll das Schwerpunktprogramm helfen, die notwendigen Grundlagen für besser planbare Synthesen metastabiler kristalliner Feststoffe zu erarbeiten. Konkret sollen folgende Themenfelder im Mittelpunkt stehen: (1) die gezielte Synthese, (2) die umfassende Charakterisierung (Struktur-Eigenschaftsbeziehungen, relative Stabilität der Polymorphe etc.), (3) die systematische Untersuchung der Strukturbildung unter in-situ-Bedingungen (einschließlich von Vorphasen und transienten Intermediaten), (4) die Simulation und Modellierung der Strukturbildung, (5) das Screening der Energielandschaft einschließlich Struktur- und Eigenschaftsvorhersage von neuen, im zugänglichen p,T-Bereich metastabilen, kristallinen Festkörpern.
DFG-Verfahren
Schwerpunktprogramme
Internationaler Bezug
Großbritannien, Österreich
Projekte
- Aufbau und Betrieb einer gemeinschaftlich genutzten in-situ-Zelle zur Untersuchung und Steuerung der Kristallisation (Antragsteller Bensch, Wolfgang )
- Ein konzertierter Ansatz zum Verständnis und zur Kontrolle der Polymorphie von Benzamid-Molekülkristallen - Synthese, experimentelle und theoretische Charakterisierung (Antragsteller Breu, Josef ; Senker, Jürgen ; Zahn, Dirk )
- Entwicklung und Anwendung von NMR-Verfahren für in situ-Studien zur Beobachtung der Bildung und Kristallisation metastabiler kristalliner Phasen (Antragsteller Heitjans, Paul ; van Wüllen, Leo )
- Experimentelle und theoretische Aufklärung der Strukturbildung ionischer Festkörper am Beispiel der binären Halogenide der zweiten Hauptgruppe (Antragsteller van Aken, Peter A. ; Jansen, Martin ; Schön, J. Christian )
- Kontrollierte Bildung polymorpher Molekülkristallphasen (Antragstellerinnen / Antragsteller Emmerling, Franziska ; Rademann, Klaus ; Rößler, Ernst )
- Koordinatorantrag im Schwerpunktprogramm 1415 "Kristalline Nichtgleichgewichtsphasen" (Antragsteller Bensch, Wolfgang )
- Kristalline oxidische Nichtgleichgewichtsphasen: Präparation, Keimbildung, Wachstum und Stabilität (Antragsteller Janek, Jürgen ; Wuttig, Matthias )
- Mechanismen der Bildung metastabiler Hydride und Nitride mittels in situ-Neutronenbeugung von Fest-Gas-Reaktionen (Antragsteller Kohlmann, Holger ; Niewa, Rainer ; Rosner, Helge )
- Mechanochemie oxidischer und fluoridischer Nichtgleichgewichtsphasen: Mechanosynthese, Festkörperkinetik und spektroskopische Eigenschaften (Antragsteller Heitjans, Paul ; Sepelák, Vladimir ; Wilkening, Martin )
- Metastabile kristalline Metallimidazolate: Entwicklung von gezielten Synthesen durch Kombination von experimentellen und theoretischen Untersuchungen der Bildungsmechanismen (Antragsteller Huber, Klaus ; Leoni, Stefano ; Wiebcke, Michael )
- Metastabile, reduzierte Übergangsmetalldichalkogenide M1+xQ2 via topotaktischer Deintercalation aus gemischten Ionen- und Elektronenleitern vom Typ M'yM1+xQ2 (Antragsteller Harbrecht, Bernd ; van Smaalen, Sander )
- Metastabiles Indiumoxidhydroxid (InOOH) und Korund-Typ-Indiumoxid (In2O3): Gezielte Synthese, Einkristallzüchtung und in situ-Charakterisierung der Umwandlungspfade und transienten Intermediate (Antragsteller Gurlo, Aleksander )
- Metastabilität und Kristallisation metamikter Minerale (Antragsteller Bismayer, Ulrich )
- Nichtgleichgewichtsphasen beim Wachsen von kleinen Kristallen - eine ultraschnelle in situ-SAXS-, -WAXS- und -PDF-Charakterisierung (Antragsteller Magerl, Andreas ; Weihrich, Richard ; Zahn, Dirk )
- Phasenbeziehungen und Kinetik der Bildung von Nichtgleichgewichtsphasen der Pnikogene und Chalkogene - Mechanismen der Strukturbildung, Synthesen und Charakterisierung von Elementallotropen und Verbindungen - (Antragsteller Nilges, Tom ; Schmidt, Peer ; Weihrich, Richard )
- Phasenbildung und Phasenumwandlung von Chalkogenidometallaten in Ionischen Flüssigkeiten (Antragstellerin Dehnen, Stefanie )
- "Schnappschüsse" von Zwischenstadien der Kristallisation von Dolomit, Zinkphosphat und Phosphonaten der Gruppe 4-Metalle (Antragstellerinnen / Antragsteller Emmerling, Franziska ; Kolb, Ute ; Tremel, Wolfgang )
- Synthese, Charakterisierung und theoretische Beschreibung metastabiler Oxide und Oxidnitride von Übergangsmetallen (Antragsteller Bredow, Thomas ; Dronskowski, Richard ; Lerch, Martin ; Ressler, Thorsten )
- Theoretische und experimentelle Erkundung des Phasenraums der Systeme Cr-Sb und Cr-Sb-Te (Antragsteller Bensch, Wolfgang ; Ebert, Hubert )
- Untersuchungen der Bildungsmechanismen und Präparation von metastabilen Allotropen und Verbindungen der E13- und E14-Elemente durch Oxidation intermetallischer Phasen (Antragsteller Baitinger, Michael ; Grin, Juri ; Leoni, Stefano )
- Untersuchungen zur Selbstorganisation und Keimbildung metastabiler Bismutoxidmodifikationen (Antragsteller Mehring, Michael ; Schalley, Christoph A. ; Stock, Norbert ; Zahn, Dirk )
