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Projekt
Phasenbeziehungen und Kinetik der Bildung von Nichtgleichgewichtsphasen der Pnikogene und Chalkogene - Mechanismen der Strukturbildung, Synthesen und Charakterisierung von Elementallotropen und Verbindungen -
Fachliche Zuordnung
Festkörper- und Oberflächenchemie, Materialsynthese
Förderung
Förderung von 2009 bis 2017
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 140698662
In diesem Projekt wird eine Methodenkombination zum sogenannten EnPhaSyn-Konzept zusammengefasst: quantenchemische Modellierung zur Analyse der Energielandschaft der untersuchten Systeme, Analyse der Phasenbildung und Anorganische Festkörpersynthese. Dieses Konzept findet Anwendung zur Untersuchung der thermodynamischen Beziehungen von metastabilen und stabilen Phasen, zur Bestimmung der Kinetik der Phasenbildung und -umwandlung von Elementallotropen und Verbindungen der Pnikogene und Chalkogene sowie zur Klärung der Keimbildung und des Keimwachstums der Nichtgleichgewichtsphasen.Es werden drei Teilprojekte bearbeitet:A) Mechanismen der Bildung und Umwandlung der Allotrope des Phosphors und Arsens und Untersuchen zu deren Keimbildung und -wachstum mit Hilfe von in situ-NMR, in situ-Neutronenbeugung und GasphasenanalytikIm Teilprojekt sollen die thermodynamischen Phasenbeziehungen der Elementallotrope des P und As vollständig geklärt werden. Die Mechanismen der Phasenbildung und -umwandlung der einzelnen Allotrope sind zu beschreiben; dabei soll insbesondere die Wirkungsweise der Mineralisatoren geklärt werden. Komplementäre Untersuchungen zur Kinetik der Phasenbildung durch zeitaufgelöste, isotherme Gesamtdruckmessungen, Festkörper- und Gasphasen-NMR-Spektroskopie und Neutronenbeugungsexperimente zum Wachstum der kristallinen Phasen liefern umfangreiche Informationen zur Identifizierung des Bildungsmechanismus und zum Verlauf des Keimwachstums der einzelnen Allotrope.B) Identifizierung stabiler und metastabiler Kandidaten polymorpher Polyanionenverbindungen der Zusammensetzung MX2 und MXY (X, Y = P, As, Se, Te) und deren gezielte DarstellungBinäre und ternäre Verbindungen der Zusammensetzung MX2 und MXY mit hantelförmigen Polyanionen-Teilstrukturen X-X bzw. X-Y (X, Y = P, As, Se, Te) werden auf ihren Polymorphismus und die damit verbundenen Ordnungsphänomene hin untersucht. Mit Hilfe des EnPhaSyn-Konzepts besteht die Möglichkeit, die Phasen bezüglich ihrer Stabilität einzuordnen und den Zugang zur gezielten Synthese verschiedener Polymorphe zu systematisieren.C) Ordnungs-Fehlordnungsphänomene in ternären intermetallischen LAVES-Phasen; Bestimmung der Stabilitätskriterien von geordneten, teilgeordneten und vollständig ungeordneten Phasen und deren gezielte DarstellungTernäre LAVES-Phasen existieren oft nur mit ungeordneter Verteilung der Komponenten und zeigen so ausgeprägte Fehlordnung. Gegenüber diesen stabilen Phasen ist eine Vielzahl von geordneten Phasen unterschiedlicher Zusammensetzung denkbar. Deren Stabilitäten und Bildungsparameter sollen in diesem Projekt bestimmt werden. Ausgehend vom neuen Strukturtyp der LAVES-Phasen A4B7B‘, der in der ersten Förderperiode durch Anwendung des EnPhaSyn-Konzepts entdeckt wurde, möchten wir geordnete, metastabile Übergangsmetall-Arsen- Verbindungen darstellen und die Stabilitäten und Wachstumsbedingungen der geordneten und ungeordneten Phasen gegenüberstellen.
DFG-Verfahren
Schwerpunktprogramme
