Strukturelle, elektronische und magnetischen Eigenschaften von Oxyden unter hohen Drücken und Temperaturen: neue Polymorphe, Einsichten und Einsatzmöglichkeiten

• Antragsteller: Dr. Sergey V. Ovsyannikov
• Fachliche Zuordnung: Experimentelle Physik der kondensierten Materie ; Herstellung und Eigenschaften von Funktionsmaterialien
• Förderung: Förderung von 2011 bis 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 196904885

In diesem Projekt werden wir strukturellen, elektronischen, optischen und magnetischen Eigenschaften des neuen Oxid Modifikationen, die unter den Bedingungen der hohen Drücken und hohen Temperaturen (HP-HT) stabilisiert sind, zu untersuchen. Die gesamten wissenschaftlichen Ziele des vorliegenden Projektes sind wie folgt:(i) Eine Suche nach neuen Hochdruck-Hochtemperatur (HP-HT) Polymorphe in Oxiden. Diese Studien werden HP-HT-Synthese in großvolumigen Mehr-Amboss Presse in den Bereichen bis zu 25 GPa und bis zu 2500 K, als auch in-situ-Hochdruckstudien in Diamantstempelzellen umfassen mit einer Möglichkeit der Laserheizung, in Reichweiten bis zu 100 GigaPascals und bis zu 3000 Kelvin.(ii) Detaillierte Untersuchungen der physikalischen Eigenschaften der neuen polymorphen Formen in ex-situ-Studien an Proben nach der HP-HT-Behandlung gewonnen und in in-situ-Hochdruckstudien. Wir planen, mehrere experimentale Techniken, zB Pulver und Einkristall Röntgenbeugung, Mikro-Raman-Spektroskopie, Infrarot-, nahen Infrarotbereich und optische Absorptionsspektroskopie, Mikro-Sonde, SEM und TEM Analysen, Elektronenbeugung, Neutronenbeugung, Nanoindentations verwenden, Messungen der elektrischen Widerstand, Thermokraft, Hall-Effekt, Magnetowiderstand, magnetische Suszeptibilität, elektrische Polarisation, und einige andere.Die vorgeschlagenen Arbeiten würden die folgenden wesentlichen Auswirkungen haben:(i) Neue ungewöhnliche Materialien hergestellten unter HP-HT-Bedingungen zeigen oft neue wissenschaftliche Rätsel, die bei der Förderung der Wissenschaft eine wichtige Rolle spielen kann. In diesem Projekt werden wir mehrere solche Fälle, in neue Eisenoxid Fe4O5, Perowskit-Mn2O3 und in anderen Systemen gefunden zu untersuchen.(ii) Wir erstellen und untersuchen einige neue Oxide, die vielversprechend sein kann für zukünftige industrielle Anwendungen, zB neue Festdirektbandlücke Halbleiter, die weit verbreitet in der Halbleiterindustrie verwendet werden können, neue Multiferroika für mögliche Anwendungen in magnetischen und Piezo-Elemente, neue intelligente Materialien für eine breite Palette von Anwendungen.Daher sollte dieses Projekt einen wichtigen Beitrag zum besseren Verständnis der Physik von Oxid-Systemen leisten. Einige Ergebnisse können auch Auswirkungen auf die Industrie haben.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Kooperationspartnerinnen / Kooperationspartner: Professorin Dr. Elena Bykova; Professor Dr. Leonid Dubrovinsky; Dr. Alexander Kurnosov; Privatdozentin Dr. Catherine McCammon; Dr. Anna Pakhomova