Rationale Synthese neuartiger niedrigdimensionaler Materialien durch Abstimmung des Fermi-Niveaus durch chemische Dotierung

• Antragsteller: Mihai Ionut Sturza, Ph.D.
• Fachliche Zuordnung: Festkörper- und Oberflächenchemie, Materialsynthese
• Förderung: Förderung von 2016 bis 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 332171392

Neue Materialien sind der Weg zu neuen Phänomenen, besserem Verständnis bekannter Phänomene und Leistungsverbesserung. Dieses Forschungsprogramm betont die Synthese neuartiger elektronischer Materialien und nährt neue Synergien mit mehreren Gruppen der Festkörperphysik am IFW. Das Ziel dieses Projektes ist die Suche nach neuartigen niedrigdimensionalen Materialien mit interessanten elektronischen Eigenschaften entstehend aus einer Konkurrenz zwischen verschiedenen elektronischen Zuständen oder einer Unterdrückung der elektronischen Ordnung (Ladung, Orbital oder Spin). Mit niedrigdimensional sind ein-und zweidimensionale Strukturen gemeint, welche in chalkogeniden Halbleitern (NaBa6Cu3Te14, CuFeTe2) und in intermetallischen Pnicogenverbindungen (REMX3, RE = Seltene Erden; M = Übergangsmetalle und X = P, As, Sb, Bi) gefunden wurden. All diese Verbindungen liefern grundlegende Erkenntnisse über physikalische Phänomene wie Ladungsdichte- und Spindichtewellen, Phasenübergänge, magnetische Wechselwirkungen in niedrigdimensionalen Systemen sowie thermodynamische, kinetische und Stabilitätsgrenzen von hierarchischen Strukturen. Diese ambitionierte kooperative Forschung soll folgendes generieren: a) Aufschluss über die Kontrolle von strukturellen / elektronischen Instabilitäten in komplexen Materialien, b) neue Synthese- und Kristallzüchtungs-techniken für moderne elektronische Werkstoffe und c) Abstimmung der Fermi-Fläche begleitet von geschicktem Dotieren, was die Phase vom Normalzustand in einen metallischen oder supraleitenden Zustand überführen kann. Dieser Antrag beschäftigt sich mit der Rolle der Synthese für die Erzeugung der Eigenschaften von modernen Werkstoffen. Wir verwenden eine vielschichtige Strategie, welche Solid-State-Synthese mit modernsten Struktur- und elektronischen Untersuchungen kombiniert. Die Stärken unseres Programms sind unsere Erfahrung und unser Wissen, wie sich niedrigdimensionale Architekturen in komplexen Festkörpern abhängig von der Zusammensetzung bilden sowie neue Synthesemethoden, die wir entwickelt haben, um neue Strukturen (in Werkstoffen) zu entdecken und zu charakterisieren.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen