Strukturelle Phasenumwandlungen und Ferroelektrizität in Chalkogeniden mit Strontiumthiogermanat- oder verwandter Struktur

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Ferroelektrika sind Feststoffe, die unterhalb einer bestimmten Temperatur Tc ohne äußeres Feld spontan polarisieren. Bei Tc durchlaufen die Materialien Phasenumwandlungen zu paraelektrischen Phasen ohne Dipolmoment. Die Anwendungsgebiete ferroelektrischer Stoffe reichen von der medizinischen Ultraschalldiagnostik über elektro-optische Bauteile bis zur permanenten Informationsspeicherung, wobei bisher praktisch ausschließlich oxidische Materialien (z. B. BaTiO3, PbTiO3) eingesetzt werden. Im Gegensatz zu den Oxiden sind halbleitende Chalkogenide als potentielle Ferroelektrika kaum erforscht. Wir haben erstmals Verbindungen der Zusammensetzung A2MX4 (A=Ba, Eu; M=Snk, Ge; X=S, Se) hergestellt, die Umwandlungen von einer paraelektrischen in eine ferroelektrische Struktur zeigen. Die beantragten Mittel sind für weiterführende Arbeiten über diese Verbindungsklasse vorgesehen. Geplant sind Hochtemperatursynthesen, genaue temperaturabhängige Kristallstrukturbestimmungen, thermische Analysen der Systeme, Einkristallzucht und dielektrische Messungen. Ziel des Forschungsprojektes ist es, neue Chalkogenide mit ferroelektrischen Eigenschaften zu finden, ihre Kristallstrukturen zu bestimmen und die Dynamik ihrer Phasenumwandlungen zu studieren.