Synthese und Untersuchung der physikalischen Eigenschaften von Verbindungen des FeMo1−xVxO4-Typs

Abstract

In der vorliegenden Arbeit wurden die über Festkörperreaktionen zugänglichen Verbindungen des FeMo1−xVxO4-Typs in Hinsicht auf ihre strukturellen und physikalischen Eigenschaften untersucht und beschrieben. Mittels in-situ und ex-situ Röntgendiffraktion an Pulvern, sowie kalorimetrischen Untersuchungen (DSC) konnte das Phasenverhältnis der (α-/β)-FeMoO4 Polymorphe der FeMo1−xVxO4-Substitutionsreihen und dessen Beeinfl usssung durch Temperatur und chemischen Druck mittels Substitution mit FeVO4 beschrieben werden. Das Phasenverhältnis von Tieftemperatur- (α-Phase) zu Hochtemperaturphase (β-Phase) ist mit diesen Parametern vollständig einstellbar. Anhand der röntgenographischen Charakterisierung ergab sich eine Zuordnung zur bevorzugten Substitution der Mo-Lagen durch Vanadium. Der Frage nach der aus Ladungsgründen (MoO4(2−) / VO4(3−) ) folgenden Gemischtvalenz Fe(II,III) wurde mit Hilfe der Mössbauerspektroskopie nachgegangen werden. Hieraus ließ sich eine Zuordnung zu Fe(II,III)-Lagen bestimmen. Aufgrund der Beobachtung einer Ladungsordnung unterhalb von 200 K wurde ein Polaronenmechanismus angenommen, der an Hand magnetischer Untersuchungen näher analysiert wurde. Ausgehend von Suszeptibilitätsdaten konnten Größe und Moment der Polaronen bestimmt und diese der zweidimensionalen Holstein-Klasse eingeordnet werden. Die Leitfähigkeit der Verbindungen FeMo1−xVxO4 (x=0, 0.11, 0.20) wurde mit Hilfe von Widerstandsmessungen untersucht.