Clusterbildung, Gitter-Relaxation und Strukturgradienten in Granat-Mischkristallen: Spannungsfelder im Nano-und Mischstrukturbereich

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Es sollen Cluster und Entmischungen in silicatischen binären Granatmischkristallen experimentell und theoretisch untersucht werden. Die atomistischen, strukturellen und energetischen Prozesse, die die Bildung und P-T-Stabilität von Mischkristallen steuern, sind nicht völlig verstanden. Die Entstehung von Clustern aus einem homogenen ungeordneten Mischkristall und darauf folgende Entmischung bei noch niedrigeren Temperaturen in zwei verschiedenen Phasen müßte zu Gitterspannungen bzw. Strukturgradienten von mikroskopischen bis hin zum mesoskopischen Bereich führen. Um ein vollständiges, physikalisches Bild zu bekommen, sollen die Mischkristalle über verschiedene Korrelationslängen mit verschiedenen spektroskopischen und Röntgenbeugungs-Methoden untersucht werden. An einfacheren GranatMischkristall-Systemen sollen auch Gitterenergie-Modellrechnungen durchgeführt werden. Durch genauere Untersuchungen verschiedener struktureller Eigenschaften im mikroskopischen bis hin zum mesoskopischen Bereich wird es möglich, makroskopische Eigenschaften (z. B. die thermodynamischen) zu verstehen.