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Projekt
Ammonothermal-Synthese binärer und multinärer Nitride, Amide und Imide von Ga, Al, Si und Ge
Antragsteller
Professor Dr. Wolfgang Schnick
Fachliche Zuordnung
Anorganische Molekülchemie - Synthese, Charakterisierung
Förderung
Förderung von 2011 bis 2019
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 182356696
In den letzten Jahren hat das Forschungsgebiet der Hauptgruppennitride großes Interesse erlangt. Gerade Verbindungen der Triele (Al, Ga, In) und der Tetrele (Si, Ge) stehen dabei im Hinblick auf neuartige Funktionsmaterialien besonders im Fokus. Klassische Syntheserouten erfolgen hierbei durch Pyrolyse molekularer Precursoren, Festkörperreaktionen bei hohen Temperaturen oder durch Einsatz verschiedener Metall- und Salzschmelzen als Flussmittel. Auf diesen Syntheserouten ist der Zugang zu größeren Einkristallen im Millimeterbereich von ternären oder multinären Nitriden allerdings bisher kaum möglich. Eine gute Alternative sollte die Synthese derartiger Verbindungen durch ammonothermale Umsetzung entsprechender Edukte sein. Das große Potential von Solvothermalsynthesen zur Erzeugung großer Einkristalle ist seit langem bekannt , z. B. durch die hydrothermale Kristallzucht von Quarz. Ähnlich hierzu lassen sich Nitride in überkritischem Ammoniak darstellen, wobei das Solvens hier gleichzeitig auch als entsprechende Stickstoffquelle fungiert. Außerhalb der Forschergruppe AmmonoFOR1600 findet das Ammonothermalverfahren derzeit nur wenig Verwendung, obwohl bereits vor Jahrzehnten die wissenschaftlichen Grundlagen dafür in Deutschland geschaffen wurden . Ziel dieses Teilprojekts ist es, das Ammonothermalverfahren als Methode erneut zu etablieren und insbesondere für Synthese und Kristallzüchtung multinärer Nitride der Elemente Al , Ga, Mg, Li, Si und Ge weiterzuentwickeln. In diesem Kontext sollen multinäre Nitride mit Alkali- , Erdalkali- bzw. Seltenerdmetallen sowie bei der Synthese auftretende lntermediate näher untersucht und charakterisiert werden . Das Verständnis der Reaktionsmechanismen durch Charakterisierung von auftretenden lntermediaten soll eine gezielte Synthese neuartiger Nitridverbindungen ermöglichen. Im Weiteren ist es von großer Bedeutung, diese strukturell aufzuklären, mögliche Materialeigenschaften näher zu untersuchen und ein Verständnis über Struktur-Eigenschafts-Beziehungen zu generieren . Innerhalb der ersten Förderperiode gelang es hierbei bereits, Synthesebedingungen zu optimieren und geeignete multinäre Modellverbindungen ausfindig zu machen. Zunächst hat sich bei den Untersuchungen gezeigt, dass sich vor allem Nitride im Wurtzitstrukturtypen oder Überstrukturvarianten davon (z.B. LiSi2N3 oder CaAISiN3) als Modellsysteme besonders eignen.
DFG-Verfahren
Forschungsgruppen
