Strukturaufklärung von Erdalkalitelluraten (IV)

Tellurate(IV) besitzen ein nichtbindendes Elektronenpaar E, das sehr häufig stereochemisch aktiv ist und eine asymmetrische Umgebung in der Kristallstruktur induziert. Daher kristallisieren auch einige dieser Verbindungen in nicht-zentrosymmetrischen Raumgruppen, was wiederum eine Grundbedingung für ferroelektrische oder nicht- linear optische Eigenschaften entsprechender Materialien darstellt. Die zwei Erdalkalitellurete(IV), CaTeO 3 und SrTe0 3 , zeigen in der Tat ferroelektisches Verhalten. Die Kenntnis sowohl der zugrunde liegenden Kristallstrukturen als auch die der Phasenübergangsbereiche zwischen ferroelektrischen und paraelektrischen Phasen bilden die Voraussetzung zum Verständnis und Interpretation der ferroelektrischen Eigenschaften dieser Materialien. Die Verbindungen der allgemeinen Zusammensetzung MTeO3 (M = Ca, Sr and Ba) sind auch allesamt polymorph, aber lediglich für zwei BaTeO 3 Modifikationen sind die Kristallstrukturen eindeutig bestimmt. Für SrTeO3 wurden zwei Polymorphe mit offensichtlich fehlerhaften Strukturmodellen berichtet, und für die drei Polymorphen des CaTe03 sind ebenfalls nur zweifelhafte Röntgenpulverdaten publiziert. Im vorliegenden Projekt steht neben der Darstellung von einphasigem Material dessen physikalisch-chemische Charakterisierung, Kristallographie, thermisches Verhalten und elektrische Eigenschaften im Vordergrund der Untersuchungen. Für die Einkristallzucht für nachfolgende Strukturaufklärung werden unterschiedliche Methoden wie Fluxtechniken, Hydrothermalsynthese und chemische Transportreaktionen eingesetzt. Ergänzend sollen Röntgenpulverdiffraktion, Elektronenmikroskopie und Schwingungsspektroskopie durchgeführt werden. Ein Schwerpunkt des Forschungsprojektes liegt in der Untersuchung des thermischen Verhaltens mit in-situ Techniken (DTA, DSC, temperaturabhängige Röntgenpulverdiffraktion), was die Beobachtung von Festkörperreaktionen und Phasenübergangsbereichen von ferroelektrischen und paraelektrischen Phasen erlaubt. Abgerundet wird das Forschungsprojekt durch die Messung ausgewählter elektrischer Eigenschaften der hergestellten ferroelektrischen MTe0 3 Phasen und im Besonderen der festen Lösungen M 1-x M` x TeO 3 Durch das Forschungsprojekt soll ein tieferes Verständnis der Struktur-Eigenschaftsbeziehungen ferroelektrischer Erdalkalitellurate(IV) und deren fester Lösungen angestrebt werden.

Tellurate(IV) besitzen ein nichtbindendes Elektronenpaar E, das sehr häufig stereochemisch aktiv ist und eine asymmetrische Umgebung in der Kristallstruktur induziert. Daher kristallisieren auch einige dieser Verbindungen in nicht-zentrosymmetrischen Raumgruppen, was wiederum eine Grundbedingung für ferroelektrische oder nicht- linear optische Eigenschaften entsprechender Materialien darstellt. Die zwei Erdalkalitellurete(IV), CaTeO 3 und SrTe0 3 , zeigen in der Tat ferroelektisches Verhalten. Die Kenntnis sowohl der zugrunde liegenden Kristallstrukturen als auch die der Phasenübergangsbereiche zwischen ferroelektrischen und paraelektrischen Phasen bilden die Voraussetzung zum Verständnis und Interpretation der ferroelektrischen Eigenschaften dieser Materialien. Die Verbindungen der allgemeinen Zusammensetzung MTeO 3 (M = Ca, Sr and Ba) sind auch allesamt polymorph, aber lediglich für zwei BaTeO 3 Modifikationen sind die Kristallstrukturen eindeutig bestimmt. Für SrTeO3 wurden zwei Polymorphe mit offensichtlich fehlerhaften Strukturmodellen berichtet, und für die drei Polymorphen des CaTe03 sind ebenfalls nur zweifelhafte Röntgenpulverdaten publiziert. Im vorliegenden Projekt steht neben der Darstellung von einphasigem Material dessen physikalisch-chemische Charakterisierung, Kristallographie, thermisches Verhalten und elektrische Eigenschaften im Vordergrund der Untersuchungen. Für die Einkristallzucht für nachfolgende Strukturaufklärung werden unterschiedliche Methoden wie Fluxtechniken, Hydrothermalsynthese und chemische Transportreaktionen eingesetzt. Ergänzend sollen Röntgenpulverdiffraktion, Elektronenmikroskopie und Schwingungsspektroskopie durchgeführt werden. Ein Schwerpunkt des Forschungsprojektes liegt in der Untersuchung des thermischen Verhaltens mit in-situ Techniken (DTA, DSC, temperaturabhängige Röntgenpulverdiffraktion), was die Beobachtung von Festkörperreaktionen und Phasenübergangsbereichen von ferroelektrischen und paraelektrischen Phasen erlaubt. Abgerundet wird das Forschungsprojekt durch die Messung ausgewählter elektrischer Eigenschaften der hergestellten ferroelektrischen MTe03 Phasen und im Besonderen der festen Lösungen M 1-xM`x TeO 3 Durch das Forschungsprojekt soll ein tieferes Verständnis der Struktur-Eigenschaftsbeziehungen ferroelektrischer Erdalkalitellurate(IV) und deren fester Lösungen angestrebt werden.