Darstellung und Eigenschaftsoptimierung von effizient phononenstreuenden polyanionischen Verbindungen mit hochmobilen Teilstrukturen

• Applicant: Professor Dr. Tom Nilges
• Subject Area: Solid State and Surface Chemistry, Material Synthesis
• Term: from 2010 to 2016
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 173251294

Das Projekt hat die Synthese, Charakterisierung und Optimierung von neuartigen Thermoelektrika und Datenspeichermaterialien mit hochmobilen Ionen und polyanionischen Baugruppen zum Ziel, was zu einer gezielten Modulierung der elektronischen Strukturen und zur Generierung von ungewöhnlichen physikalischen Eigenschaften dieser Verbindungen führt. Eine Peierlsverzerrung einer linearen Chalkogenkette wird durch die Koordination mit mobilen Kationen ermöglicht und resultiert in einer Schaltung der Halbleitereigenschaften zwischen p- und nleitenden Zuständen, einer effektiven Reduktion der Phononenstreuung und einer drastischen Änderung des Seebeckkoeffizienten. Im Rahmen des Projekts sollen Münzmetall- und Alkalimetallpolychalkogenidhalogenide synthetisiert und durch isoelektronischen und nicht-isoelektronischen Austausch von Kationen und Anionen modifiziert werden. Zielverbindungen sind effizient phononenstreuende Materialien und neue Bulk- Thermoelektrika (TE) (insbesondere nTyp TE), die ohne Nanostrukturierung Gütefaktoren (ZTWerte) von 1 - 2 erreichen sollten. Aus diesen Ergebnissen können wesentliche Fortschritte für die Gebiete Thermoelektrik und Halbleitertechnik (Datenspeicherung) erwachsen, beides Themen aus den höchst aktuellen Bereichen der ‚erneuerbaren Energien’ und der Computertechnologie, welche im Moment erhöhte Aufmerksamkeit in der Wissenschaft und der Politik genießen.

• DFG Programme: Research Grants