Anionensubstitution in Materialien auf der Basis binärer und ternärer Oxide

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Die physikalischen Eigenschaften von ionisch aufgebauten Festkörpern lassen sich durch Substitution einzelner Gitterbausteine gezielt beeinflussen und optimieren, was heutzutage in der Technik mit großem Erfolg durch Substitution im Kationenteilgitter angewendet wird (z. B. schnelle Ionenleiter für Sensoren und Brennstoffzellen). Im Gegensatz zum bereits lange untersuchten Konzept der Substitution im Kationenteilgitter ist kaum etwas über Möglichkeiten und Auswirkungen einer Substitution im Anionenteilgitter bekannt. In diesem Vorhaben soll die Anionensubstitution anhand von drei ausgewählten Substanzklassen betrachtet werden. Die Möglichkeiten und Konsequenzen eines teilweisen Ersatzes von Sauerstoff- durch Stickstoff-Anionen in Materialien auf der Basis von a) Zirconiumdioxid (schneller Ionenleiter), b) Zinkoxid (Material für opto-elektronische Anwendungen) und c) Vanadiumdioxid (optischer Schalter) sollen im Detail untersucht bzw. vertieft werden. Neben der Entwicklung bzw. Optimierung von Synthesewegen und der Durchführung einer chemischen und strukturellen Analytik müssen auch die Korrelationen mit den physikalischen Eigenschaften der Verbindungen und ihr theoretisches Verständnis im Vordergrund stehen, was im Rahmen von Forschungsclustern realisiert werden soll.