Strukturen, ionische Leitfähigkeit und atomare Diffusion in Perovskiten

• Antragsteller: Professor Dr. Andreas Magerl
• Fachliche Zuordnung: Experimentelle Physik der kondensierten Materie
• Förderung: Förderung von 2001 bis 2006
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 5354322

Perovskitartige Strukturen sind Modellsysteme für das Studium ionischer Leitfähigkeit. Der Aristotyp CaTiO3 besitzt keine nennenswerte Sauerstoffleerstellenkonzentration und zeigt daher keine Ionenleitfähigkeit. Die Zugabe von Dotierstoffen, z.B. eine teilweise Substitution von Fe3+ auf Ti4+ Plätzen, erzeugt Leerstellen auf dem Sauerstoffgitter, und eine beachtliche ionische und auch elektronische Leitfähigkeit kann sich entwickeln. Eine Substitution von Ca durch Sr oder Ba wird die Sauerstoffbeweglichkeit weiter beeinflussen. Ziel dieser Studie ist es, Beziehungen zwischen den strukturellen, bzw. statischen Eigenschaften und den ionischen Transporteigenschaften zu klären und mit einem zu bestimmenden mikroskopischen Verhalten der Sauerstoffdiffusion in Verbindung zu setzen. Dieser Antrag umfasst eine strukturelle Charakterisierung auf einer breiten Längenskala, die durch lichtmikroskopische Untersuchungen, durch Röntgenbeugung und durch Mössbauerspektroskopie überstrichen wird und eine dynamische Charakterisierung ebenfalls von makroskopischen Dimensionen durch Leitfähigkeitsmessungen bis zur atomaren Skala durch quasielastische Neutronenstreuung. Durch diese Zusammenschau erwarten wir ein tieferes Verständnis der physikalischen Prozesse in diesen schnellen Ionenleitern.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Beteiligte Personen: Professor Dr. Matthias Göbbels (†); Professor Dr. Friedrich A. Seifert