Festkörper-Spektroskopie

Ein bestimmtes spektroskopisches Verfahren ergänzt nicht nur die kristallchemischen Eigenschaften, die z. B. durch Röntgenbeugung charakterisiert werden, sondern enthüllt auch einzigartige lokale Merkmale, um die zugrunde liegenden Eigenschaften besser zu verstehen.

Stereochemische Aktivität von freien Elektronenpaaren (LEPs)

Hauptgruppenkationen mit niedrigeren Oxidationsstufen (z. B. Sn²⁺, Pb²⁺, As³⁺, Sb³⁺, Bi³⁺) enthalten in der Valenzschale intern spingepaarte Elektronen, die als LEPs bezeichnet werden. Bei einer gegebenen Koordination wird das nichtbindende LEP als stereochemisch aktiv bezeichnet, wenn sich seine Lücke meist auf der gegenüberliegenden Seite der Bindungselektronendichte befindet. Mein prima facie Forschungsinteresse gilt der Rolle der LEPs in kristallinen Oxidmaterialien, insbesondere um:

• Messung der stereochemischen Aktivität von LEPs in kristallinen Festkörpern, wobei ein periodischer Trend für Oxidmaterialien vorgeschlagen wird.
• Funktionalisierung/Abstimmung von LEPs auf eine bestimmte physikalisch-chemische Eigenschaft von Oxidmaterialien.
• Korrelation von thermodynamischen Variablen (z. B. mechanischer Druck) mit dem chemischen Druck, der von LEPs in Oxiden ausgeübt wird.
• die Häufigkeit von LEP-haltigen Mineralen anhand der verfügbaren geochemischen Daten zu verstehen.
• die Coulomb-Wechselwirkungen zwischen Molekülkristallen und Festkörperkristallen zu kategorisieren, die durch LEPs hervorgerufen werden.

Multiferroische Oxide

Während multiferroische Oxide vom Typ I eine höhere ferro-distortive Polarisation aufweisen, sind die Werte der spontanen Polarisation beim Typ II um einige Größenordnungen niedriger. Mein besonderes Interesse gilt der Suche nach multiferroischen Oxiden des Typs II mit hoher Polarisationsfähigkeit, die durch ns²-LEP-Kationen angetrieben wird und durch geeignete Mischung mit p-Orbitalen maßgeschneidert werden kann.

Gitterdynamik

Die Gitterdynamik steht im Zusammenhang mit der Ausbreitung von Schallwellen, der Thermodynamik, der Supraleitung, den Phasenübergängen, der Wärmeleitfähigkeit und der thermischen Ausdehnung von kristallinen Festkörpern. Mein besonderes Interesse gilt der Charakterisierung der Gitterdynamik funktioneller Oxidmaterialien mit Hilfe von Raman, FT-IR und inelastischer Neutronenstreuung.

Teamleitung: M. Mangir Murshed