cr-HOME VORLESUNGEN: Metalle Nichtmetalle Interm. Ph. Silicate Oxide Strukturchemie Struktur - Typen
<<< Inhalt 1. Bau + Strukturen 2. Reaktionen + Synthesen 3. Eigenschaften + Anwendungen >>>

Vorlesung Festkörperchemie

3. Eigenschaften und Anwendungen von Festkörpern

3.2. Polarisationseffekte (statischer Response)


$\Box$ noch ausgearbeiteter Text: $\mapsto$ 2. Spalte der Polaristaions-Tabelle $\mapsto$ FK erf"ahrt elektrische Polarisation $\diamond$ direkt: bei E-Feld: Suszeptibilit"at + ferroische Effekte (2/2) $\diamond$ indirekt: bei T-"Anderung $\mapsto$ pyroelektr. Effekt (1/2) $\diamond$ indirekt: bei mech. Spannung $\mapsto$ piezoelektr. Effekt (4/2) $\Box$ Bedingung f"ur alles $\mapsto$ \underline{kein} Ladungstransport (elektrischer Isolator, keine Ionen/$e^-$-Leiter) $\Box$ allgemeiner Name: \underline{Dielektrika} $\Box$ besondere Dielektrika mit weiteren Eigenschaften $\diamond$ Piezo/Pyro-Elektrika: Polarisation nicht durch E-Feld verursacht (indirekte Effekte, Nichtdiagonale) $\diamond$ Ferro/Ferri-Elektrika: Nichtlinearit"aten der Polarisation im E-Feld (ferroische Eigenschaften) $\Box$ {\bf Kristallographische Voraussetzungen} f"ur diese Gruppen \fbox{\scriptsize SVG} \psfig{figure=../angewandte/Xfig_bilder/dielektrika_krist.eps,width=7.5cm,angle=0.} $\Box$ \underline{Piezoelektrika:} $\diamond$ ohne i = $\bar{1}$, nicht 432 $\mapsto$ 20 Kristallklassen (B+C+D+E) (durch Druck Ionenverschiebung, die nicht kompensiert werden darf) Grund: mit i wird Polarisation durch i-symmetrischen Einheit kompensiert: \psfig{figure=../angewandte/Xfig_bilder/piezo_miti.ps,width=4.5cm,angle=-90.} $\Box$ \underline{Pyroelektrika} sind Untergruppe von Piezoelektrika $\diamond$ mit polarer Achse (C+D) $\Box$ \underline{Ferroelektrika} $\diamond$ Pyroelektrika (C+D) mit umkehrbarer Polarisation $\Box$ also: $\diamond$ einige Pyroelektria sind ferroelektrisch $\diamond$ alle Ferroelektrika sind auch pyro- und piezo-elektrisch $\diamond$ Ferroelektrika sind die besten Dielektrika $\Downarrow$ %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% \subsection{Gew"ohnliche Dielektrika} %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% $\bullet$ {\bf Physik} \underline{Dielektrika = Materialien, die} $\Box$ elektrische Potentialdifferenz (E-Feld) mit Polarisation P reagieren $\Box$ keine elektronische/Ionen-Leitf"ahigkeit (Transport) (Richtwert: $< 10^{11} \Omega$ cm) $\Box$ "au"seres Feld $\vec{E}$ $\mapsto$ Dipolmoment $\vec{P}$ wird induziert \fbox{$P_k = \alpha_{i,k} E_i$} mit $\alpha=\epsilon_0 \chi$ $\alpha_{i,k}$: Polarisation/Polarisierbarkeit (3x3 Tensor) $\chi$: dielektrische Suszeptibilit"at $\Box$ je nach Substanz besteht $\alpha$ aus verschiedenen \underline{Anteilen:} \fbox{$ \alpha = \alpha_e + \alpha_i + \alpha_d + \alpha_s $} $\diamond$ $\alpha_e$: \underline{elektronische} Polarisation - Verschiebung $e^-$-Wolke gegen positive Atomkerne - bei allen Materialien $\diamond$ $\alpha_i$: \underline{Ionenpolarisierbarkeit} (Verschiebungsgruppe) - Verschiebung v. Anionen/Kationen gegeneinander - Hauptanteil bei Ionenkristallen $\diamond$ $\alpha_d$: \underline{Dipolpolarisierbarkeit} (Ordungs/Unordnung-Gruppe) - FK mit permanenten elektrischen Dipolen ($H_2O$, $HCl$, $NaNO_2$) - $\mapsto$ Ausrichtung der Dipole im Feld - starke f(T), in FK h"aufig eingefroren $\diamond$ $\alpha_s$ \underline{Raumladungspolarisierbarkeit} - bei nicht perfekten Dielektrika - z.B. Wanderung von Fehlstellen in Defekt-Ionenkristallen - eigentlich kein dielektrischer Effekt, sondern Ionenleitung $\Box$ meist gilt: \fbox{ $ \alpha_s \gg \alpha_d \gg \alpha_i \gg \alpha_e $} $\Box$ \underline{Frequenzen, denen diese Effekte folgen:} (dazuschreiben!) $\diamond$ $10^{15}$ Hz: $\alpha_e$ kommt erst bei R"ontgen-Frequenzen nicht mehr mit $\diamond$ $10^{12}$ Hz: $\alpha_i$ kommt nicht mehr mit (Ionenverschiebung) $\diamond$ $10^9$ Hz: $\alpha_d$ kommt nicht mehr mit (Mikrowellenfrequenzen) (Dipole) $\diamond$ $10^6$ Hz: $\alpha_s$ kommt nicht mehr mit (Radiofrequenzen) (Defekte) $\diamond$ $10^3$ Hz: alle k"onnen folgen (H"orfrequenz) $\Box$ ! wegen Frequenzabh"angigkeit: \underline{$\alpha$ = komplexe Gr"osse} + 3x3-Tensor $\bullet$ {\bf Materialien} $\Box$ meist Ferro-Elektrika als einfache Dielektrika $\diamond$ z.B. $BaTiO_3$ usw. $\bullet$ {\bf Anwendung} einfacher Dielektrika $\Box$ in Kondensatoren (Speicherung von Ladung: $Q = CV$) $\Box$ Kapazit"at C = F"ahigkeit, Ladung zu Speichern: \fbox{$ C_0 = \frac{\epsilon_0A}{d}$} $\diamond$ A Fl"ache $\diamond$ d Abstand der Kondensatorplatten $\diamond$ $ \epsilon_0$ Dielektrizit"atskonst. des Vakuums (=$8.85 \cdot 10^{-12} \frac{F}{m}$) $\Box$ F"ullung mit Dielektrika: $\diamond$ $\epsilon$ f"ur Luft etwa 1 $\diamond$ normale Salze: 5-10 $\diamond$ ferroelektrische Materialien: $ 10^3 - 10^4$ (s.u.) $\Box$ Praktisch f"ur hohe Kapazit"at: $\diamond$ gro"se Fl"ache $\mapsto$ Folienkondensatoren usw. $\diamond$ F"ullung aus Material mit hohem $\epsilon$ $\mapsto$ $\Downarrow$ besondere Dielektrika (ferroisch bzw. Sekund"areffekte) $\Downarrow$ \end{tabbing} %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% \subsection{Ferroische Dielektrika} %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% $\bullet$ {\bf Allgemeines, Physik} $\Box$ gegen"uber normalen Dielektrika: $\diamond$ Hysterese der Polarisierbarkeit: \psfig{figure=../angewandte/Xfig_bilder/hysterese.ps,width=5.5cm,angle=-90.} $\diamond$ ohne E-Feld bleibt: $P_R$ (remanente Polarisierbarkeit) $\diamond$ maximale Polaristaion: S"attigungspolarisation: $P_S$ $\diamond$ zum L"oschen: Koerzitiv-Feld $ E_C$ $\Box$ au"serdem: sehr hohe Dielektrizit"atskonstanten (s. Verwendung oben) $\Box$ \underline{mikroskopische Vorg"ange} $\diamond$ \underline{ohne Feld}: - Dipole innerhalb einer Dom"ane (ca. 10-100 {\AA}) ausgerichtet - insgesamt Kompensation der Dipolmomente $\diamond$ \underline{Feld angelegen} - Netto-Polarisation durch 3 Prozesse: 1. Umkippen der Dipole innerhalb bestimmter Dom"anen 2. Polarisierbarkeit innerhalb bestimmten Dom"anen kann gr"o"ser werden 3. Verschiebung der Dom"anengrenzen $\Box$ \underline{T-Abh"angigkeit} $\diamond$ Ferroelektrizit"at = TT-Zustand $\diamond$ Umwandlungstemperatur = ferroelektr. Curie-Temperatur $T_c$ $\diamond$ oberhalb $T_c$ $\mapsto$ paraelektrisch $\epsilon$ folgt Curie-Weiss-Gesetz \fbox{$ \epsilon = \frac{C}{T-\theta} $} C: Curie-Weiss-Konstante meist: $ T_c \approx \theta$ $\diamond$ h"aufig: $\epsilon$ sehr gro"s nahe $T_c$ $\mapsto$ PTC-Thermistoren $\bullet$ {\bf Verbindungen = Materialien} $\Box$ umkehrbare Polarisation, Kristallklassen C+D $\Box$ leicht verschiebbaren Kationen/Anionen (10 pm) $\Box$ vor allem mit Ionen in Oktaedern, die verzerrt-oktaedr. LF ausbilden $\Box$ \underline{Beispiele + typische Strukturmerkmale:} $\diamond$ {\bf Oxide mit $MO_6$-Oktaedern} bei denen M etwas zu klein f"ur OL und daher asymmetrisch z.B. $BaTiO_3$ (P4mm), aber nicht $CaTiO_3$ (durch Ca kleiner OL) $\diamond$ {\bf Materialien mit asymmetrischen LP-Kationen} z.B. $Pb^{2+}$, $Bi^{3+}, Nb^{2+}$ $\Box$ wichtige Materialien ferro/i-elektr. Curie-Temperatur \vspace*{-10mm} \hspace*{3cm} \begin{tabular}{|l|c|c|c|c|c} \hline Verbindung & $ T_c [^oC]$ & ferroe. & antiferroe. & ferrie. \hline $BaTiO_3$ & 120 & x & & $KNbO_3$ & 434 & x & & $NaNbO_3$ & 638 & & x & $LiNbO_3$ & 1210 & x & & $PbZrO_3$ & 233 & & x & $Pb(Zr_xTi_{1-x})O_3$ (PZT)& - & x & ? & $Bi_4Ti_3O_{12} $ & 675 & & & x $Gd_2(MoO_4)_3$ (GMO) & 159 & x & & $ NaNO_2$ & 164 & x & & $ KH_2PO_4$ (KDP) & -150 & x & & $ NH_4H_2PO_4$ (ADP) & -125 & & x & \hline \end{tabular} \vspace*{-0.2cm} $\Box$ 2 Arten ferroelektrischer Kristalle (nach Ursache der umkehrbaren P) \ding{192} Ordnungs-Unordnungs-Gruppe \ding{193} Verschiebungsgruppe \ding{192} \underline{Ordnungs-Unordnungs-Gruppe} $\diamond$ Ionen, die unterschiedliche Orientierung einnehmen k"onnen $\diamond$ oberhalb $T_c$ statistische Verteilung der Dipole \underline{Beispiel:} $NaNO_2$ \fbox{\scriptsize SVG} ferroelektr. Polarisation umkehrbar, aber nur in eine Richtung \psfig{figure=../angewandte/Xfig_bilder/nano2.eps,width=5.8cm,angle=0.} \ding{193} \underline{Verschiebungsgruppe} - Dipolumorientierung durch Verschiebung einzelner Ionen - oberhalb $T_c$ $\mapsto$ Ionen im zeitlichen Mittel im Oktaeder-Zentrum \underline{Beispiel 1:} $BaTiO_3$ tetragonal verzerrter Perowskit, P4mm \fbox{\scriptsize VRML} \psfig{figure=../angewandte/Crystal_bilder/Dielektrika/batio3_ferro_polyeder.ps,width=3.0cm,angle=0.} \psfig{figure=../angewandte/Crystal_bilder/Dielektrika/batio3_ferro_pfeile.ps,width=3.0cm,angle=0.} - ferroelektrischen Zustand: $<$ $T_c$ = 120 $^oC$ $\masto$ Ti ca. 10 pm ausgelenkt ferroelektrische P. in alle 3 Raumrichtungen m"oglich \underline{Beispiel 2:} $ LiNbO_3$, R3m \fbox{\scriptsize VRML} \psfig{figure=../angewandte/Crystal_bilder/Dielektrika/linbo3_ferro_polyeder.ps,width=3.cm,angle=0.}\psfig{figure=../angewandte/Crystal_bilder/Dielektrika/linbo3_ferro_pfeile.ps,width=3.cm,angle=0.} \underline{Beispiel 3:} $KH_2PO_4$ (KDP) - Struktur: Schichten aus "uber H-Br"ucken kondensierten Tetraedern $\longrightarrow$ Verschieben der H-Atome -- P. der $H_2PO_4$-Tetraeder "andert sich: \psfig{figure=../angewandte/Xfig_bilder/kh2po4.eps,width=3.5cm,angle=0.} $\bullet$ {\bf Anwendung} $\Box$ wegen \underline{hohem $\epsilon$} $\mapsto$ F"ullmaterial \underline{in Kondensatoren} Perowskite als Pulver (P in alle Richtungen m"oglich) $\Box$ \underline{PTC-Thermistoren} $\diamond$ Ausnutzung des positiven thermischen Koeff. (Posit. Thermoelektr. Coeffizient) $\diamond$ bei den meisten nichtmetall. Materialien $\mapsto$ NTC (z.B. f"ur HL NiO) $\diamond$ ferroelektrische Materialien nahe bei $ T_c$ $\mapsto$ PTC $\diamond$ bisher noch nicht verstanden warum?? also: Widerstand steigt mit T (wie Metalle, nur viel st"arker) Anwendung: zur Temperaturregelung (z.B. F"on) Material: meist $ BaTiO_3$ oder $PbTiO_3$ $\Uparrow$ \underline{Fazit:} - Ausnutzung der umkehrbaren P + Hysterese - P und E-Feld nicht propotional ! (Ferroische Eigenschaft) %%%%% ************** WEGLASSEN ****************** \fbox{Anitferroelektrika} $\Box$ "ahnlich Ferroelektrika, aber Dipole alternierend orientiert $\mapsto$ Orientierung der Dipole: \psfig{figure=../angewandte/Xfig_bilder/ferroelektrisch.ps,width=5.0cm,angle=-90.} $\mapsto$ spontane Polarisation ist 0 $\mapsto$ keine Hysterese $\Box$ \underline{Beispiele:} $PbZrO_3$, $NH_4H_2PO_4$ $\Box$ wie Ferroelektrika, nur \underline{abwechselnd ausgerichtete Dipole} $\Box$ Gesamtpolarisation "uber den Kristall = 0 $\Box$ keine Hysterese \underline{Beispiel 1:} {$NH_4H_2PO_4$} \psfig{figure=../angewandte/Xfig_bilder/nh4h2po4.eps,width=3.5cm,angle=0.} gegen"uber $KH_2PO_4$ andere Positionen der H-Atome \underline{Beispiel 2:} {$PbZrO_3$} - je nach angelegtem Feld ferro- oder anitferroelektrisch - dadurch Doppelhysterese: \psfig{figure=../angewandte/Xfig_bilder/pbzro3.eps,width=7.5cm,angle=0.} \fbox{Ferrielektrika} $\Box$ eine Richtung ferroelektrisch, eine andere antiferroelektrisch $\Box$ Orientierung der Dipole: \psfig{figure=../angewandte/Xfig_bilder/ferrielektrisch.ps,width=8.5cm,angle=-90.} $\Box$ \underline{Beispiel:} $Bi_4Ti_3O_{12}$ $\Box$ in {\it eine} Richtung antiferroelektrisch: $\Box$ Verwendung wie Ferroelektrika \underline{Beispiele} - Li-Ammonium-Tartrat $LiNH_4(C_4H_4O_6)$ - $Bi_4Ti_3O_{12}$ (Aurivillius-Phasen) %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% \subsection{Dielektrika mit 'Sekund"areffekten'} %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% $\Downarrow$ z.B. \fbox{Polarisation ohne E-Feld} $\Downarrow$ $\maspto$ Nebendiagonal-Glieder der Polarisationstabelle \fbox{\bf Piezoelektrika} $\bullet$ {\bf Physik} $\Box$ Effekt: Polarisation (Ladung auf Kristallf"lachen) bei mechanischem Druck $\Box$ Umkehr: E-Feld $\mapsto$ Dehnung (Elektrostriktion) $\Box$ lineare Abh"angigkeit: {$P=d\sigma$} $d_{i,j,k}$ = piezoelektrische Koeffizient (Moduln) $\bullet$ {\bf Materialien} $\Box$ Effekt: mechanischer Druck $\Longrightarrow$ Aufladung unterschiedlicher Kristall-Fl"achen $\Box$ \underline{3 versch. Substanzklassen:} nach Ladungsaufbau $\diamond$ Kompression $\diamond$ Torsion $\diamond$ hyrdostatischer Druck $\Box$ \underline{Vorraussetzung:} Kristallklassen ohne i, 432; d.h. in 20 Klassen B+C+D+E) $\Box$ \underline{Strukturen:} $\diamond$ meist Tetraeder als Bauelemente (muss nicht umkehrbar sein) $\diamond$ stark, wenn alle Tetraeder in eine Richtung weisen $\Box$ \underline{Beispiele:} $\diamond$ {\bf ZnO:} Wurtzit-Typ, $P6_3mc$, PG 6mm (links) \fbox{\scriptsize VRML} (auch pyro-, aber nicht ferro-elektr.) \psfig{figure=../angewandte/Crystal_bilder/wurtzit.ps,width=3.0cm,angle=0.} \psfig{figure=../angewandte/Crystal_bilder/quartz.ps,width=3.0cm,angle=0.} $\diamond$ {\bf Quarz} - $SiO_4$-Tetraeder, in $ 3_1$ Schrauben \fbox{\scriptsize VRML} - "uber Ecken verkn"upft - gegen"uber anderen Piezoelekrika (s.u.) {\it nicht} ferroelektrisch $\alpha$-Quarz: RG $P3_121$ $\mapsto$ PG 321 $\beta$-Quarz: RG $P6_322$ $\mapsto$ PG 622 hydrothermal hergestellt (vgl. Synthesen) $\Box$ f"ur die Anwendung \underline{\bf auch Substanzen, die zus"atzlich ferroelektrisch sind}: - unterhalb der ferroelektrischen Temperatur - z.B. tetragonal verzerrte {Perowskite} $\diamond$ PZT (Bleizirkonat-Titanat: $ Pb(Zr_x,Ti_{1-x})O_3$) gr"o"ster piezoelektischer Effekt bei x=0.5 $\diamond$ auch $ BaTiO_3$ selber $\bullet$ {\bf Verwendung} $\Box$ Mikrophone, Lautsprecher, Zigarettenanz"under, Frequenzgeber (Uhren), Aktuatoren $\Uparrow$ \underline{Fazit:} $\Diamond$ Anwendung einer richtungsabh"angigen Eigenschaft $\mapsto$ EK erforderlich !! $\Diamond$ Nebendiagonale der P-Tabelle $\mapsto$ Sekund"arer Effekt $\Diamond$ aber i.A. linear: P $\sim$ mechanischen Spannung \fbox{\bf Pyroelektrika} $\bullet$ {\bf Physik} $\Box$ Effekt: bei Aufheizen $\mapsto$ Ladung an Kristallfl"achen $\Box$ wie ferroelektrisch, aber Polarisation nicht umkehrbar $\Box$ T-Abh"angigkeit von P linear: {$\Delta P = \pi \Delta T$} $\Box$ Verwendung: IR-Detektoren $\Box$ \underline{Beispiel:} ZnO: Wurtzit: Tetraeder alle in eine Richtung ausgerichtet $\bullet$ {\bf Materialien} $\Box$ bei gleichm"a"siger Erw"armung $\rightarrow$ auf Gegenfl"achen $\perp$ zur polaren Achse entgegensetzte Ladungen $\Box$ diese spontane Polarisation: im Unterschied zur Ferroelektrizit"at nicht umkehrbar $\Box$ \underline{Voraussetzung:} wie Piezoelektrika, zus"atzlich aber polare Achse (Schraubenachse) $\Box$ \underline{Beispiele:} $\Diamond$ {\bf ZnO} (Wurtztit), $6_3$-Schraubenachse, kein i $\Box$ \underline{Praktisch:} $\Diamond$ wegen Belegung der geladenen Fl"achen des Kristalls $\mapsto$ nur Differenzen me"sbar: $ \Delta P_S=\pi\Delta T$ $\Diamond$ $\frac{\pi}{\epsilon}$ maximal gro"s $\mapsto$ ferroelektr. Materialien mit gro"sem $\epsilon$ ungeeignet $\bullet$ {\bf Verwendung} $\Box$ IR-Detektoren (Triglycerinsulfat, ZnO) %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% \subsection{Reste: Herstellung und Anwendungen} %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% \underline{Anwendungen:} Kondensatoren: (Literatur: Spektrum, Sept. 1988, S. 88) (''Speicherung von Ladung'') \underline{Materialien:} meist Ferroelektrika, weil besonders hohes $ \epsilon$ (Dielektrizit"atskonst.) 2 verschiedene \underline{Bauarten und Herstellung:} \underline{(1) Keramische Vielschicht-Kondensatoren (Folienkondensatoren)} \fbox{Vorlage} Keramikbrei : z.B. $ BaTiO_3$ mit org. Bindemitteln ($ \epsilon =$ 2000-6000) Folien von einigen 100 stel mm Dicke (weich und schmiegsam wie d"unnes Tuch) Trocknen auf Band Zerschneiden in Bl"atter (etwa 20 x 20 cm) auf jedem Blatt mehrere 1000 Elektroden mit Siebdruckverfahren z.B. Pd-Pr"aparat : 70 \% Metall, 30 \% Organik je 30 bis 60 Bl"atter Pressen und Schneiden Brennen: 1000 - 1400 C (alle org. Bindemittel zersetzen) Ende: 3mm bis 1 cm gro"s $ A = 100 cm^2 / cm^3 $ also Effekt: $\bullet$ gro"se Fl"ache \underline{und} $\bullet$ gutes Dielektrikum \underline{(2) Elektrolyt-Kondensatoren (ELCO's)} im Gegensatz zu Vielschicht-Kondensatoren: schlechtes Dielektrikum, aber: $\bullet$ sehr d"unnes Dielektrikum $\bullet$ A etwa 10 x gr"o"ser als bei Vielschicht-Kondensatoren \fbox{zur Vorlage} Ta-Klotz = eine Elektrode Ta direkt oxidieren (da $ TaO_2$ zu unregelm"a"sig durch anodische Oxidation $\mapsto$ 0.1 bis 0.2 $ \mu m$ dicke Schicht 2. Elektrode = $ MnO_2$ (aus $ MnNO_3$ bei 300 C $ MnO_2$: elektrisch leitend, au"serdem: Selbstheilung: bei Durchschlag $\mapsto$ Erhitzen $\mapsto$ Reaktion: $ MnO_2 \longrightarrow MnO + \frac{1}{2} O_2$ $ O_2$ oxidiert Ta wieder Nachteil: nur in eine Richtung verwendbar: und zwar die der Anodisierung: + auf der Ta-Elektrode \underline{\bf Ferroelektrika} Anwendung: von Ferroelektrika, die nicht nur hohes $\epsilon$ ausnutzen \fbox{1} \underline{PTC-Thermistoren} - Ausnutzung des positiven thermischen Koeffizienten:( Positive Thermoelektr. Coeffiezient) - w"ahrend die meisten nicht metall. Materialien $\mapsto$ NTC (z.B. f"ur HL NiO) - ferroelektrische Materialien nahe bei $ T_c$ $\mapsto$ PTC - bisher noch nicht verstanden warum?? also: Widerstand steigt mit der Temperatur (wie Metalle, nur viel st"arker) Anwendung: zur Temperaturregelung (z.B. F"on) Material: meist $ BaTiO_3$ oder $ PbTiO_3$ \fbox{2} \underline{Displays mit transparenten ferroelektr. Materialien} \underline{Prinzip:} elektrisch steuerbare Doppelbrechung \underline{Material:} PLZT (Blei-Lanthan-Zirkonat-Titanat 8,65,35; Transparentes Display: mit Graustufen, aber nicht gro"s genug herstellbar \fbox{3} \underline{elektrooptische Schalter} \underline{Material:} $ LiNbO_3$ \underline{Prinzip:} "Anderung des Brechungsindexes durch elektrisches Feld $\Downarrow$ nach Materialien, die "uberhaupt nicht elektrisch leitend sind (nur Polarisation) $\mapsto$ jetzt: genau das Gegenteil (Transport) - Substanzen, die den elektrischen Strom widerstandslos leiten $\mapsto$ zu den Supraleitern %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% \subsection{Optische Eigenschaften} %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% \subsection{Magnetische Eigenschaften} %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% \subsubsection{Diamagnetismus} %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% \subsubsection{Ferromagnetismus} %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% \subsubsection{Antiferromagnetismus} %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% \subsubsection{Ferrimagnetismus} %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% \subsection{Mechanische Eigenschaften (elastisch)} %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
<<< Inhalt 1. Bau + Strukturen 2. Reaktionen + Synthesen 3. Eigenschaften + Anwendungen >>>
cr-HOME VORLESUNGEN: Metalle Nichtmetalle Interm. Ph. Silicate Oxide Strukturchemie Struktur - Typen