Multikomponentige äquiatomare Hochentropie-Oxide - Synthese und magneto-elektronsche Eigenschaften

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Horst Hahn
• Fachliche Zuordnung: Herstellung und Eigenschaften von Funktionsmaterialien
• Förderung: Förderung von 2018 bis 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 400731580

• Erstellungsjahr: 2025

Zusammenfassung der Projektergebnisse

Dieses Projekt untersuchte eine neue Klasse von Materialien, bekannt als P-HEOs (Perowskit-Hochentropie-Oxide), die potenziell wertvolle Eigenschaften für magneto-elektronische Anwendungen aufweisen könnten. Diese Materialien leiten sich von Oxid-Perowskiten ab, die für ihre vielfältigen physikalischen Eigenschaften bekannt sind, wie z. B. starke Elektronenwechselwirkungen und magneto-elektrische Effekte. P-HEOs sind besonders interessant, da ihre einzigartige chemische Struktur, gekennzeichnet durch extreme ionische Unordnung, zu unerwarteten magnetischen und elektronischen Eigenschaften führen kann. Durch die Untersuchung, wie verschiedene atomare Anordnungen, Zusammensetzungen, Größeneffekte und äußere Faktoren wie mechanische Spannungen diese Eigenschaften beeinflussen, konnten wertvolle Einblicke in das Potenzial von P-HEOs zur Weiterentwicklung magneto-elektronischer Technologien gewonnen werden.

Projektbezogene Publikationen (Auswahl)

• High Entropy and Low Symmetry: Triclinic High-Entropy Molybdates. Inorganic Chemistry, 60(1), 115-123.
  Stenzel, David; Issac, Ibrahim; Wang, Kai; Azmi, Raheleh; Singh, Ruby; Jeong, Jaehoon; Najib, Saleem; Bhattacharya, Subramshu S.; Hahn, Horst; Brezesinski, Torsten; Schweidler, Simon & Breitung, Ben
  
• High-entropy energy materials: challenges and new opportunities. Energy & Environmental Science, 14(5), 2883-2905.
  Ma, Yanjiao; Ma, Yuan; Wang, Qingsong; Schweidler, Simon; Botros, Miriam; Fu, Tongtong; Hahn, Horst; Brezesinski, Torsten & Breitung, Ben
  
• High‐Entropy Metal–Organic Frameworks for Highly Reversible Sodium Storage. Advanced Materials, 33(34).
  Ma, Yanjiao; Ma, Yuan; Dreyer, Sören Lukas; Wang, Qingsong; Wang, Kai; Goonetilleke, Damian; Omar, Ahmad; Mikhailova, Daria; Hahn, Horst; Breitung, Ben & Brezesinski, Torsten
  
• Magnetic properties of high entropy oxides. Dalton Transactions, 50(6), 1973-1982.
  Sarkar, Abhishek; Kruk, Robert & Hahn, Horst
  
• Phase–Property Diagrams for Multicomponent Oxide Systems toward Materials Libraries. Advanced Materials, 33(43).
  Velasco, Leonardo; Castillo, Juan S.; Kante, Mohana V.; Olaya, Jhon J.; Friederich, Pascal & Hahn, Horst
  
• Comprehensive investigation of crystallographic, spin-electronic and magnetic structure of (Co 0.2 Cr 0.2 Fe 0.2 Mn 0.2 Ni 0.2)₃ O₄ : Unraveling the suppression of configuration entropy in high entropy oxides. Acta Materialia, 226, 117581.
  Sarkar, Abhishek; Eggert, Benedikt; Witte, Ralf; Lill, Johanna; Velasco, Leonardo; Wang, Qingsong; Sonar, Janhavika; Ollefs, Katharina; Bhattacharya, Subramshu S.; Brand, Richard A.; Wende, Heiko; de Groot, Frank M.F.; Clemens, Oliver; Hahn, Horst & Kruk, Robert
  
• Determining role of individual cations in high entropy oxides: Structure and reversible tuning of optical properties. Scripta Materialia, 207, 114273.
  Sarkar, Abhishek; Mannava, Pavan Kumar; Velasco, Leonardo; Das, Chittaranjan; Breitung, Ben; Bhattacharya, Subramshu S.; Kruk, Robert & Hahn, Horst
  
• Direct observation of elemental fluctuation and oxygen octahedral distortion-dependent charge distribution in high entropy oxides. Nature Communications, 13(1).
  Su, Lei; Huyan, Huaixun; Sarkar, Abhishek; Gao, Wenpei; Yan, Xingxu; Addiego, Christopher; Kruk, Robert; Hahn, Horst & Pan, Xiaoqing
  
• High Entropy Approach to Engineer Strongly Correlated Functionalities in Manganites. Advanced Materials, 35(2).
  Sarkar, Abhishek; Wang, Di; Kante, Mohana V.; Eiselt, Luis; Trouillet, Vanessa; Iankevich, Gleb; Zhao, Zhibo; Bhattacharya, Subramshu S.; Hahn, Horst & Kruk, Robert
  
• High‐Entropy Sulfides as Electrode Materials for Li‐Ion Batteries. Advanced Energy Materials, 12(8).
  Lin, Ling; Wang, Kai; Sarkar, Abhishek; Njel, Christian; Karkera, Guruprakash; Wang, Qingsong; Azmi, Raheleh; Fichtner, Maximilian; Hahn, Horst; Schweidler, Simon & Breitung, Ben
  
• Hole‐doped high entropy ferrites: Structure and charge compensation mechanisms in (Gd 0.2 La 0.2 Nd 0.2 Sm 0.2 Y 0.2) 1− x Ca x FeO3. International Journal of Applied Ceramic Technology, 20(1), 213-223.
  Eiselt, Luis; Kruk, Robert; Hahn, Horst & Sarkar, Abhishek
  
• P2-type layered high-entropy oxides as sodium-ion cathode materials. Materials Futures, 1(3), 035104.
  Wang, Junbo; Dreyer, Sören L.; Wang, Kai; Ding, Ziming; Diemant, Thomas; Karkera, Guruprakash; Ma, Yanjiao; Sarkar, Abhishek; Zhou, Bei; Gorbunov, Mikhail V.; Omar, Ahmad; Mikhailova, Daria; Presser, Volker; Fichtner, Maximilian; Hahn, Horst; Brezesinski, Torsten; Breitung, Ben & Wang, Qingsong
  
• High Entropy Oxides. Encyclopedia of Materials: Electronics, 536-545. Elsevier.
  Sarkar, Abhishek; Hahn, Horst & Kruk, Robert
  
• High‐Entropy Sulfides as Highly Effective Catalysts for the Oxygen Evolution Reaction. Small Structures, 4(9).
  Lin, Ling; Ding, Ziming; Karkera, Guruprakash; Diemant, Thomas; Kante, Mohana V.; Agrawal, Daisy; Hahn, Horst; Aghassi‐Hagmann, Jasmin; Fichtner, Maximilian; Breitung, Ben & Schweidler, Simon
  
• High‐Throughput Screening of High‐Entropy Fluorite‐Type Oxides as Potential Candidates for Photovoltaic Applications. Advanced Energy Materials, 13(24).
  Kumbhakar, Mukesh; Khandelwal, Anurag; Jha, Shikhar Krishn; Kante, Monaha Veerraju; Keßler, Pirmin; Lemmer, Uli; Hahn, Horst; Aghassi‐Hagmann, Jasmin; Colsmann, Alexander; Breitung, Ben; Velasco, Leonardo & Schweidler, Simon
  
• Strain‐Driven Bidirectional Spin Orientation Control in Epitaxial High Entropy Oxide Films. Advanced Science, 10(27).
  Zhao, Zhibo; Jaiswal, Arun Kumar; Wang, Di; Wollersen, Vanessa; Xiao, Zhengyu; Pradhan, Gajanan; Celegato, Federica; Tiberto, Paola; Szymczak, Maria; Dabrowa, Juliusz; Waqar, Moaz; Fuchs, Dirk; Pan, Xiaoqing; Hahn, Horst; Kruk, Robert & Sarkar, Abhishek
  
• High-entropy materials for energy and electronic applications. Nature Reviews Materials, 9(4), 266-281.
  Schweidler, Simon; Botros, Miriam; Strauss, Florian; Wang, Qingsong; Ma, Yanjiao; Velasco, Leonardo; Cadilha Marques, Gabriel; Sarkar, Abhishek; Kübel, Christian; Hahn, Horst; Aghassi-Hagmann, Jasmin; Brezesinski, Torsten & Breitung, Ben
  
• Multifunctional high-entropy materials. Nature Reviews Materials, 9(12), 846-865.
  Han, Liuliu; Zhu, Shuya; Rao, Ziyuan; Scheu, Christina; Ponge, Dirk; Ludwig, Alfred; Zhang, Hongbin; Gutfleisch, Oliver; Hahn, Horst; Li, Zhiming & Raabe, Dierk
  
• Strained single crystal high entropy oxide manganite thin films. Applied Physics Letters, 125(1).
  Zhao, Zhibo; Waqar, Moaz; Jaiswal, Arun Kumar; Raghavan, Aaditya Rangan; Fuchs, Dirk; Lin, Jing; Brezesinski, Torsten; Bhattacharya, Subramshu S.; Hahn, Horst; Pan, Xiaoqing; Kruk, Robert & Sarkar, Abhishek