Intermediates leading to solid GaN, GaP, AIN and AIP. New synthetic methods for molecular oligomers under mild conditions. Spectroscopy and quantum chemical investigations.

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Um zu molekularen III/V-Clustern als Vorstufen zu kristallinen Halbleitern zu gelangen, dürfen nicht die klassischen Hochtemperaturreaktionen eingesetzt werden, die thermodynamisch kontrolliert bis zu den Festkörpern ablaufen. Deshalb haben wir durch Vorversuche für das beantragte Projekt ein Syntheseverfahren entwickelt, das von metastabilen GaX- und AlX-Lösungen ausgeht, die bisher nur in unserer Arbeitsgruppe hergestellt wurden. Auf diese Weise sollen mit N- bzw. P-übertragenden Reagenzien neue GaN- bzw. GaP-Oligomere erschlossen werden, die weder am Ga- noch am N- oder P-Atom Substituenten tragen, wie es z. B. bei den gut untersuchten RAlNR-Käfigverbindungen der Fall ist. Die von uns vorgeschlagene Methode ist auf milde Reaktionsbedingungen angewiesen, da bei Temperaturen oberhalb Raumtemperatur die GaX-Lösungen meist in Ga-Metall und das Trihalogenid disproportionieren. Die erforderlichen niedrigen Reaktionstemperaturen bieten bei dieser Reaktion nun den Vorteil, daß unter Umständen auch metastabile GaN/GaP-Oligomere abgefangen werden können, deren Größe sich je nach Reaktionsbedingungen bis in den Nanometerbereich erstrecken kann und schließlich zu den kristallinen Halbleitern führen sollte. Eine derartige maßgeschneiderte Synthese von III/V-Clustern ist als Traumziel des beantragten Projektes anzusehen. Orientierende ab initio-Untersuchungen, die das gesamte Projekt begleiten sollten, zeigen aber bereits heute, daß derartige donorstabilisierte Clusterverbindungen Minima auf der Potentialhyperfläche darstellen.