Anorganische Polymere und Cluster von Alkali- und Erdalkalimetallen und deren Prekursoren als Bausteine für neue, supramolekulare Materialien

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Alkali- und Erdalkalimetalle sind wichtige Bestandteile in oxidischen Materialien wie z. B. Supraleitern oder Ferroelektrika. Zur Darstellung dünner Schichten von solchen Werkstoffen werden Techniken wie die Tauchbeschichtung oder die Chemische Gasphasenabscheidung (CVD) benutzt. Ein- und zweidimensionale Polymere der Alkali- und Erdalkalimetalle sollen durch den Einsatz spezieller Ligandensysteme durch supramolekulare Wechselwirkungen gezielt hergestellt werden, um monomolekulare Schichten synthetisieren zu können. Von fundamentalem Interesse ist hierbei die Voraussagbarkeit einer Struktur, eine der großen Herausforderungen an den heutigen Chemiker. Die derzeit in der CVD verwendeten Vorläufermoleküle, basierend auf Alkoxyden, sind für Erdalkalimetalle häufig nicht stabil oder flüchtig genug. Neuartige Clusterverbindungen dieser Metalle sollen hergestellt werden, um die physikalischen Eigenschaften zu verbessern und die Synthese der oxidischen Materialien zu erleichtern. Dotieren der Polymere und Cluster mit Übergangsmetallen und/oder Lanthaniden erlaubt die Feinabstimmung von magnetischen und optischen Eigenschaften. Mit theoretischen Rechnungen sollen die Bindungsverhältnisse in solchen Clustern und Polymeren geklärt werden.