Studien zur Bindungssituation und zum Elektronenübertrag in elektronenarmen intermetallischen Verbindungen

• Antragsteller: Dr. Oliver Janka
• Fachliche Zuordnung: Festkörper- und Oberflächenchemie, Materialsynthese
• Förderung: Förderung seit 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 441210509

Das Ziel der beantragten Sachbeihilfe soll die Untersuchung der Bindungssituation und das Verständnis des Elektronenübertrags in elektronenarmen ternären Alkali-, Erdalkali-, sowie Europium- und Ytterbium-haltigen (M) intermetallischen Aluminiumverbindungen der allgemeinen Zusammensetzung MxTyAlz sein. Dies soll mittel theoretischer Rechnungen sowie komplementärer spektroskopischer Untersuchungen erfolgen. Die Synthese und strukturelle Charakterisierung, die Untersuchungen der physikalischen Eigenschaften (Magnetismus, elektrische Leitfähigkeit, spezifische Wärme) sowie die 151Eu Mößbauer-spektroskopischen Untersuchungen finden dabei in der Gruppe des Antragsstellers statt. Die theoretischen Rechnungen sowie die NMR- und XPS-spektroskopischen Untersuchungen werden in Zusammenarbeit mit den Gruppen von Prof. Fokwa und Prof. Matar (beide Theorie) sowie Prof. Eckert (NMR), Prof. Zacharias und Prof. Wittstock (beide XPS) durchgeführt. Dabei sollen systematische Untersuchungen an isostrukturellen Verbindungsreihen durchgeführt werden, um so den Einfluss des elektronenarmen Metalls M und / oder des Übergangsmetalls T zu ergründen. Es sollen zum einen literaturbekannte Verbindungen untersucht werden deren elektronische Struktur, die Bindungssituation und Elektronenübertrag noch nicht charakterisiert worden sind, zum anderen sollen explorative Synthesen durchgeführt werden um neue Verbindungen zu synthetisieren und diese in den Kontext der bestehenden Verbindungen einzuordnen. Neben der phasenreinen Synthese der Verbindungen ist die Aufklärung der Kristallstruktur der einzelnen Vertreter wichtig. Die strukturellen Parameter sind essentiell für die theoretischen Untersuchungen, welche wiederum für die Auswertung der spektroskopischen Daten benötigt werden. Im Hinblick auf die NMR-spektroskopischen Studien sind Verbindungen die mehr als eine kristallographische Al-Lage aufweisen interessant, da die Methode die Unterscheidung dieser in vielen Fällen (vgl. z. B. Ba3Pt4Al4) zulässt. Durch Kenntnis der Kristallstruktur können mit Hilfe geometrischer Parameter und Betrachtungen der Bader-Ladungen aus den theoretischen Rechnungen, die verschiedenen Signale den einzelnen Al-Lagen zugeordnet werden. Auch die Untersuchungen der Verbindungen mittels Röntgenphotoelektronenspektroskopie (XPS) liefern hilfreiche Ergebnisse zum Verständnis der elektronischen Gesamtsituation. Sie ermöglichen ebenfalls eine Interpretation des Ladungsübertrags und außerdem den Vergleich mit neu dargestellten Verbindungen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Libanon, USA
• Kooperationspartner: Professor Dr. Boniface P. T. Fokwa; Professor Dr. Samir F. Matar