Vorlesung zur Festkörperchemie
Veranstaltungsnummer:
Semester: Wintersemester
Wann? Donnerstags von 9:50 bis 11:30 Uhr
Wo? in Kekulé-Hörsaal
Themen:
1. Stunde Einführung
- Peter Grünberg und Gerhard Ertl
- Magnetwiderstand, GMR-Effekt (Ferro- und Antiferromagnetismus)
- Literatur Festkörperchemie
- Was ist ein Festkörper, was ist Festkörperchemie?
- Unterschiede Molekülchemie/Festkörperchemie
- Zusammenhang Struktur/Eigenschaften (Beispiel des Ferroelektrikums BaTiO3)
2. Stunde
- Charakterisierungsmethoden in der Festkörperchemie, Bsp. Röntgenstrukturanalyse
- Literatur Röntgenstrukturanalyse
- Begriffe: kristallin, amorph, dichte Kugelpackung, Symmetrie, Struktur
3. Stunde
- Röntgenstrahlung
- Symmetrieelemente
- Kristallsystem
- Symmetrieelemente
- Strukturtypen
4. Stunde
- Punkt- und Raumgruppen
- Blickrichtungen
- Reziprokes Gitter, Ewald-Kugel
- Methoden (Drehkristall-, Weißenberg-, Präzessionstechnik)
- Strukturen ausgewählter Mineralien
5. Stunde
- Strukturtypen: AB, AB2, A2B, A3B, …
- Besetzung von Oktaeder- und Tetraederlücken in Kugelpackungen
- CsCl-, WC-, s/w-ZnS-, NaCl-, NiAs-, Korund-, Rutil-, CdCl2-, CdI2-Typ etc.
- Di-, Tri-, Tetra-, Penta-, Hexahalogenide
6. Stunde
- SiO2: Strukturen, Phasendiagramm
- Polyederverknüpfung statt Lückenbesetzung
- Silicate (Struktursystematik, Synthese, Granate, Zeolithe)
- Phasendiagramme
7. Stunde
- Reaktivität im Festkörper
- Fehlerkonzept
- Punktfehler (Schottky, Frenkel)
- Realkristall, Ausgedehnte Defekte (Versetzungen)
- Ionenleitung
- Feste Ionenleiter, Festelektrolyte
8. Stunde
- Silberiodid, Zirkonoxid, Natrium--Alumina, Lithiumnitrid
- Lambda-Sonde, Nernst-Lampe
- Akkumulatoren, HT-Brennstoffzellen
9. Stunde
- Supraleitfähigkeit, Magnetismus (Ferrimagnetismus, Ferrite)
- Klassische und keramische Supraleiter
- Squid, Josphson-Effekt
10. Stunde
- Carbide, Boride, Nitride, Silicide
- Hartmetalle, Hartstoffe, Härte, Einsatzgebiete
- Salzartige, kovalente und metallische Carbide: Darstellung und Strukturen
- Kovalente und metallische Boride: Darstellung und Strukturen
11. Stunde
- Salzartige, kovalente und metallische Nitride: Darstellung und Strukturen
- Silicide
- Zintl-Phasen
12. Stunde
- Festkörpersynthesen
- HT- (= keramische), Hochdruckmethode
- Chemischer Transport
- Precursor-, Hydrothermal-, Sol-Gel-Methoden
- Dünne Schichten
- Kristallisation (Czochalski, Verneuil, Bridgeman-)
13. Stunde
- Magnetische Eigenschaften
- Dia-, Para-, Ferro-, Antiferro-, Ferrimagnetismus
- Magnetische Messungen
14. Stunde
- Charakterisierungsmethoden
- Beugung, nicht Einkristallröntgenstrukturanalyse (Pulver, Elektronen, Neutronen)
- Thermische Analyse
- Spektroskopien (FK-NMR, IR-, EELS-, EDX- …)
15. Stunde
- Theorie der chemischen Bindung im Festkörper
16. Stunde
- Zusammenfassung