Untersucht wird die Defektstruktur von KNN-Keramiken mit Cu- und Fe-Dotierung. Methodisch werden theoretische DFT- und experimentelle EPR- Analysen auf atomarer Ebene mit Experimenten auf makroskopischer Ebene kombiniert. Ziel ist die Korrelation von makroskopischen Eigenschaften mit der Defektstruktur. Übereinstimmende Ergebnisse der Arbeitsgruppen bei Cu-dotiertem KNN sind, dass (i) die chemischen Randbedingungen von Bedeutung für die Defektstruktur sind und (ii) unter den meisten Bedingungen Cu2+ dabei auf einen B-Platz der Perowskitstruktur eingebaut wird. Nach EPR-Ergebnissen können dabei zwei verschiedene Typen von Defektdipol-Assoziaten gebildet werden. Die Auswirkungen dieser Dipolbildung auf Defektbildungsenergien und Energiebarrieren bei Polarisation sollen mit DFT berechnet werden. Aus der Besetzung von elektronischen Energieniveaus, Messungen von elektronischen Leitungsmechanismen mittels elektrisch detektierter EPR und dielektrischer Charakterisierung sollen Rückschlüsse auf die elektrischen Leitungsmechanismen gezogen und defektbedingte Leitungsmechanismen von Leitungsphänomenen an Korngrenzen separiert werden. Die für die Cu-Dotierung entwickelte Methodik soll auf die Fe-Dotierung übertragen werden.
DFG-Verfahren
Sachbeihilfen
