Kristallstrukturen, spektroskopische Untersuchungen und physikalische Eigenschaften von Silicaten und Germanaten des Kupfers und ähnlicher Übergangsmetallelemete

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Das Forschungsvorhaben ist Teilprojekt einer neuen, umfassendenen Bearbeitung der Familie von Silicaten und Germananten des Kupfers und ähnlicher Übergangsmetallelemente, die durch sehr interessante Eigenschaften (Farbigkeit, Thermochromie, Magnetismus, Spin-Ketten) potentielle Materialien für zukünftige technische Anwendungen darstellen. Neben synthetischen Arbeiten und der kristallstrukturellen Charakterisierung dieser Verbindungen mit Methoden der Röntgenbeugung und Neutronenstreuung sind spektroskopische Methoden (IR, Raman, ESR usw.) vorgesehen, um den Zusammenhang zwischen Kristallstruktur und Eigenschaften zu klären. Im Mittelpunkt der Untersuchungen sollen die vom Antragsteller neu entdeckten Verbindungen Cu6[(Ge, Si)6O18].6H2O und Cu[SiO3] (Kupferpolysilicat) stehen. Während bei der zuerst genannten Verbindung und ihren partiell entwässerten Edukten neben Farbigkeit und Magnetismus die Struktur und Dynamik der schwach gebundenen hexameren H2O-Ringe zu erforschen ist, hat Cu[SiO3] als topologischer Grenzfall kondensierter Silicatanionen kristallchemisch große Bedeutung und zeigt möglicherweise, ähnlich wie das isotype Cu[GeO3], bei tiefen Temperaturen einen Spin-Peierls-Übergang und das Verhalten einer Tomogawa-Luttinger-Flüssigkeit.