Valenzwechsel in Seltenerdcarbiden
Final Report Abstract
Abschließend ergibt sich folgendes vorläufige Bild für die Valenzzustände von Europium und Ytterbium in Carbiden, das noch durch weitere Untersuchungen untermauert werden muss. Europium tritt in seinem Carbid temperaturunabhängig in der Oxidationsstufe +2 auf. Auch in der Mischkristallreihe SrxEu1-xC2 findet man ausschließlich Eu2+, wie 151Eu-Mössbauerspektroskopische Untersuchungen belegen. Auch durch das kleinere Kation Ca2+ in der Mischkristallreihe Ca1-xEuxC2 kann nach den bisherigen Untersuchungen kein Übergang in die Oxidationsstufe +3 beobachtet werden. Eu3+ wird nach den bisherigen Untersuchungen nur unter Druck im EuC2 erreicht. YbC2 ist ein valenzfluktuierendes System mit einem mittleren Zustand Yb2.7+ bei Raumtemperatur. Ein sehr großer Volumensprung bei der Phasenumwandlung in die kubische HT-Modifikation deutet darauf hin, dass dieser mit einem Valenzwechsel zu Yb2+ verbunden sein könnte. In der Mischkristallreihe Ca1-xYbxC2 findet man auf der Ca-reichen Seite Yb2+, während auf der Yb-reichen Seite valenzfluktuierendes Ytterbium ähnlich wie im reinen YbC2 gefunden wird. Die Untersuchungen und Auswertungen der Mischkristallreihen Sr1-xYbxC2 und Eu1-xYbxC2 sind noch nicht so weit fortgeschritten, dass hier keine endgültige Interpretation gegeben werden kann. Aber es spricht einiges dafür, dass für Eu1-xYbxC2 ebenfalls eine Volumenanomalie vorliegt und diese auch für Sr1-xYbxC2 nicht auszuschließen ist. Von den berechneten Werten ∆V‘/V‘ her ist dies zunächst nicht verständlich. Untersuchungen unter Druck wurden an YbC2 noch nicht durchgeführt. Die Untersuchungen an SmC2 sowie den Mischkristallreihen EA1-xSmxC2 (EA = Ca, Sr, Ba) sind noch sehr wenig fortgeschritten. Es ist aber von den bisherigen Untersuchungen her überraschend, dass für EA = Ca, Sr keine Mischkristallbildung beobachtet werden konnte, während für EA = Ba eine teilweise Mischbarkeit vorliegt. Von den in Tab. 1 gegebenen Werten für ∆V‘/V‘ her ist dies überraschend. Hier müssen auf jeden Fall noch weitere Untersuchungen durchgeführt werden.
