Wachstumskinetik bei der Lösungszüchtung von Herbertsmithite

• Antragsteller: Dr. Wolfram Miller
• Fachliche Zuordnung: Thermodynamik und Kinetik sowie Eigenschaften der Phasen und Gefüge von Werkstoffen ; Computergestütztes Werkstoffdesign und Simulation von Werkstoffverhalten von atomistischer bis mikroskopischer Skala ; Herstellung und Eigenschaften von Funktionsmaterialien
• Förderung: Förderung seit 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 545634811

Durch die Kombination von in-situ-Messungen und kinetischen Monte-Carlo-Simulationen soll ein tieferer Einblick in die Wachstumskinetik bei der Lösungszüchtung von Herbertsmithite-Einkristallen. Herbertsmithite ist der Archetyp für quantum spin liquids, die auf geometrischer Frustration beruhen. Nur Einkristalle von hoher Qualität besitzen entsprechende QSL-Eigenschaften. Deshalb wäre ein besseres Verständnis der Lösungszüchtung dieses Materials von großer Bedeutung für die Bereitstellung geeigneter Kristalle. Hierzu gehört das Verständnis für die Bildung von Makro-Stufen und Inselwachstum sowie in einem späteren Schritt auch die Bildung von Punktdefekten. Neben dem Zn-basierten Herbertsmithite werden wir auch die Lösungszüchtung von MgCu3(OH)6Cl2 untersuchen, dass auch ein Kandidat für ein QSL-System ist. In-situ Beobachtung durch Differential-Interferenz-Kontrast-Mikroskopie ermöglicht den direkten Vergleich zu den Ergebnissen der KMC-Berechnungen. Dadurch kann auch das KMC-Modell entsprechend angepasst werden ohne den Input von ab-initio-Berechnungen, die in der benötigten Menge für ein solch komplexes System mit fest-flüssig Phasengrenze nicht zur Verfügung stehen würden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Frankreich
• Partnerorganisation: Agence Nationale de la Recherche / The French National Research Agency
• Kooperationspartner: Professor Dr. Matias Velazquez