ERA-Chemistry: Suche nach ultra-inkompressiblen Materialen unter Hochdruckbedingungen

• Antragsteller: Professor Dr. Björn Winkler
• Fachliche Zuordnung: Festkörper- und Oberflächenchemie, Materialsynthese
• Förderung: Förderung von 2014 bis 2019
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 251915678

Es gibt Vorschläge zur gezielten Synthese ultra-inkompressibler Phasen durch den Einbau leichter Elemente in Strukturen mit hohen Valenzelektronendichten. Daher wurden zahlreiche Studien zur Synthese von Verbindungen der Übergangsmetalle der 6. Periode (Ta, W, Re, Os, Ir) mit leichten Elementen wie Kohlenstoff, Stickstoff oder Bor durchgeführt. Tatsächlich haben einige Verbindungen wie z.B. OsB2 außergewöhnliche Eigenschaften, allerdings sind viele vielversprechende Verbindungen, wie z.B. ein Rheniumborid mit einem B:Re Verhältnis > 2 bisher noch nicht synthetisiert worden. Es ist bekannt, daß Synthesen bei sehr hohen Drücken und Temperaturen zu neuen Verbindungen und neuen Strukturtypen führen können. Während die binären Nitride und Carbide der Metalle der 6. Periode intensiv untersucht wurden, sind unsere Kenntnisse des Hochdruckverhaltens der binären Boride der 6. Periode sehr begrenzt. Daher sollen im hier beantragten Projekt die Phasenbeziehungen, Strukturen und Eigenschaften von binären und ternären Boriden der 6. Periode erforscht und verstanden werden. Dazu sollen Synthesen in lasergeheizten Diamantstempelzellen und in Vielstempelapparaturen durchgeführt werden. Diese Synthesen sollen durch quantenmechanische Modellrechnungen und Versuche in Hochgeschwindigkeitsmühlen ergänzt werden. Die Proben sollen in vielfältiger Weise charakterisiert werden, u.a. durch Mikrokalorimetrie, Raman- und IR-Spektroskopie sowie durch Neutronenbeugung an 11B-angereicherten Proben. Aufgrund der sich ideal ergänzende Expertise in den beiden Arbeitsgruppen sowie der zueinander komplementären Ausstattung der Labore in Innsbruck und Frankfurt sind wir zuversichtlich, neue Verbindungen synthetisieren zu können, ein tieferes Verständnis der Kristallchemie der Boride zu erreichen sowie zur gezielten Synthese von neuen Materialien mit hervorragenden Eigenschaften beitragen zu können.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Österreich
• Beteiligte Person: Professor Dr. Hubert Huppertz