SPP 1136:  Substitutionseffekte in ionischen Festkörpern

Ionische Mischphasen (feste Lösungen) gewinnen in vielen Bereichen zukunftsweisender Technologien wachsende Bedeutung, so zum Beispiel als Ionenleiter, Dielektrika, Magnetika, Leuchtstoffe, Sensormaterialien etc. Dabei werden die gewünschten Eigenschaften oft erst durch Substitution im Kationen- und/oder Anionen-Teilgitter erhalten. Ziel dieses Programms ist es, die Weiter- und Neuentwicklung solcher Materialien grundlagenorientiert voran zu treiben. Dabei steht die Entwicklung reproduzierbarer Verfahren zur Präparation von ionischen Mischphasen mit definierter Zusammensetzung und Phasenbreite im Mittelpunkt. Die Untersuchung der physikalischen und der physikalisch-chemischen Eigenschaften soll den Bogen spannen zur Erarbeitung eines Verständnisses der theoretischen Grundlagen bis hin zur Bildung eines Modells des Wechselspiels zwischen Substitution und mikro- und makroskopischen Eigenschaften der substituierten Verbindungen. Dabei ist aufbauend auf der Bestimmung der Stoffeigenschaften auch deren Optimierung das Ziel der Forschung; dies schließt materialwissenschaftliche Fragestellungen und Problemlösungen ein. Als Stammverbindungen werden bevorzugt Metalloxide verwendet, die durch Substitution im Kationen- und/oder Anionen-Teilgitter gezielt modifiziert werden sollen, um ihre Eigenschaften maßgeschneidert einstellen zu können. Im Zentrum des Programms stehen Modifizierungen im Anionen-Teilgitter, wobei "einfache" Anionen wie S2-, F-, N3- im Vordergrund des Interesses stehen. Die im Rahmen des Projektes gesammelten Erfahrungen und Ergebnisse sollen helfen, die Lücke zwischen der stetig wachsenden Bedeutung ionischer High-Tech-Materialien und den nur unzureichend verstandenen chemischen und physikalischen Grundlagen zu schließen.

DFG-Verfahren Schwerpunktprogramme

Internationaler Bezug Schweiz

• Anionen- und Kationen-Substitution in Nitridosilicaten, Oxonitridosilicaten und Oxonitridoalumosilicaten und deren Einfluss auf die Materialeigenschaften (Antragsteller Winkler, Björn )
• Anionen- und Kationen-Substitution in Nitridosilicaten, Oxonitridosilicaten und Oxonitridoalumosilicaten und deren Einfluss auf die Materialeigenschaften (Antragsteller Schnick, Wolfgang )
• Anionen- und Kationensubstitution in Metalloxiden (Antragsteller Jug, Karl )
• Anionensubstitution in binären und ternären Chromchalkogeniden (Antragsteller Bensch, Wolfgang ;  Ebert, Hubert )
• Anionensubstitution in binären und ternären Chromchalkogeniden (Antragsteller Ebert, Hubert )
• Anionensubstitution in Materialien auf der Basis binärer und ternärer Oxide (Antragsteller Lerch, Martin )
• Anionensubstitutionen in perowskitartigen Metalloxiden (Antragsteller Ebbinghaus, Stefan )
• Atomarer Transport in homogenen Mischphasen im System (Zr,Me)-(O,N) und in weiteren anionensubstituierten Oxiden (Antragsteller Borchardt, Günter )
• Einfluss von Substituenten auf die Elektronenleitfähigkeit in ionenleitenden Verbindungen (Antragsteller Wiemhöfer, Hans-Dieter )
• Elektronische Eigenschaften von anionen-substituiertem ZnO (Antragsteller Meyer, Bruno Karl )
• Koordinationsfonds im Schwerpunktprogramm "Substitutionseffekte in ionischen Festkörpern" (Antragsteller Janek, Jürgen )
• Ladungs- und Massetransport in stickstoffsubstituierten, gemischtleitenden Oxiden (Antragsteller Janek, Jürgen )
• Ladungsträgertransport und -dynamik sowie lokale Struktur anionensubstituierter Li-Interkalationsverbindungen von Übergangsmetallchalkogeniden und Derivaten (Antragsteller Heitjans, Paul )
• Ladungsträgertransport und -dynamik sowie lokale Struktur anionensubstituierter Li-Interkalationsverbindungen von Übergangsmetallchalkogeniden und Derivaten (Antragsteller Bensch, Wolfgang )
• Lumineszenzeigenschaften von undotierten und Selten-Erd-dotierten Oxiden und deren Änderung durch Substitution (Antragstellerin Wickleder, Claudia )
• Mikroskopisch-makroskopische Beziehungen in Granat-Mischkristallen (Antragsteller Geiger, Charles A. )
• Neutronen- und Röntgenstreuung an Oxidnitriden (Antragsteller Boysen, Hans )
• Nitridierung Scandium-dotierter Zirconiumoxide mit Ammoniak (Antragsteller Schweda, Eberhard )
• Quantenchemische und molekulardynamische Simulation der Bildung und Wanderung von Defekten in Zirkondioxid (Antragsteller Bredow, Thomas )
• Quantenchemische Untersuchungen zur Existenz, Struktur und Bindung quaternärer Oxidnitride der Übergangsmetalle sowie zur Ionenleitung in Oxidnitriden und verwandten Systemen (Antragsteller Dronskowski, Richard )
• Spektroskopische Untersuchungen an substituierten Ionenkristallen (Antragsteller Becker, Klaus Dieter )
• Substitution in ionischen Festkörpern (Antragsteller Binnewies, Michael )
• Substitution und Lumineszenz in Sodalithen (Antragsteller Depmeier, Wulf )
• Substitutionen durch Stickstoff im kubisch primitiven Anionenteilgitter fluoritverwandter Oxide (Antragsteller Schweda, Eberhard )
• Synthese von 2:1-Schichtsilicaten mit hohen Übergangsmetallgehalten und den sich davon ableitenden geordneten Wechsellagerungen (Antragsteller Breu, Josef )
• Synthesen und physikalisch-chemische Eigenschaften von ionischen Mischphasen des Systems Ba(Ti,Sn)O3 (Antragsteller Abicht, Hans-Peter )
• Synthesen und physikalisch-chemische Eigenschaften von ionischen Mischphasen des Systems BaTi(OxNy)3 (Antragsteller Müller, Thomas )
• Transportprozesse in stickstoffdotierten Oxiden (Antragsteller Martin, Manfred )
• Übertragbarkeit des Kodotierungs-Konzeptes auf ternäres ZnO:(Cd,Mg) (Antragsteller Grundmann, Marius )

Sprecher Professor Dr. Jürgen Janek

stellvertr. Sprecher Professor Dr. Michael Binnewies (†)