Forschungsgebiete
1. Leuchtstoffe mit Antenne
Halogenid-Derivate von Seltenerdmetall-Oxidomolybdaten und Wolframaten bringen mit dem Vorhandensein von komplexen Molybdat- bzw- Wolframat-Einheiten deren Ligand-zu-Metall-Charge-Transfer (LMCT) in die zu untersuchenden Materialien ein, welcher als "Antenne" (Sensitizer) zur Lumineszenzanregung aktiver Kationen in den Verbindungen genutzt werden kann. Durch Kondensation der entsprechenden Einheiten aber auch durch Erhöhung der Koordinationszahl und die Mo6+- bzw. W6+-Kationen kann dieser LMCT in seiner Energie variiert werden. Ziel ist es damit den Bereich der UV-Strahlung hin zum sichtbaren Lichts zu verlassen, damit die Luminezenzanregung auch mit ebendiesem durchgeführt werden kann (z. B. einer blauen LED).
2. Seven Up - Lithium-Inkorporation
Die Inkorporation von Li+ in die Seltenerdmetall-Molybdate und -Wolframate liefert faszinierende neue Strukturen mit ebensolchen Eigenschaften. Sehr häufig läuft der Einbau reduktiv, d.h. die Molybdän- bzw. Wolfram-Kaionen können Ihre maximale Oxidationsstufe nicht halten und werden zumindest teilweise reduziert, was zu tief-farbigen Verbindungen führt (Stichwort: Pigmente) und entsprechendes Verhalten im Magnetfeld und auch im ESR-Spektrum nach sich zieht.
3. Variationen eines Themas
Die bereits erwähnten Halogenid-Derivate von Seltenerdmetall-Molybdaten und -Wolframaten bieten den Raum für reichhaltige Substitutionsvarianten, die sowohl den Austausch des Halogenids gegen andere einwertige Anionen (z. B. Hydroxid) als auch die Substitution des dreiwertigen Seltenerdmetalls durch Bismut beinhalten. Darüber hinaus ist es natürlich auch möglich in der Ligandensphäre des sechswertigen Übergangsmetallkations die Oxid- durch beispielsweise Sulfidanionen zu ersetzen.
Synthese und Struktur
Ein wesentlicher Aspekt dieser Forschungsgebiete ist die phasenreine Synthese und Bestimung der Kristallstruktur neuer Materialien. Hierbei kommen diverse Synthesemethoden zum Einsatz - von klassischer Festkörpersynthese über solvochemische Verfahren bis hin zu Hochdruckmethoden.
Die Charakterisierung der dargestellten Produkte findet mit Hilfe von Einkristall- und Pulverröntgendiffraktion, aber auch schwingungsspektroskopischer Methoden und Mikrosondenanaliytik statt.
Charakterisierung der Eigenschaften
Lumineszenz
Durch Dotierung geeigneter Wirtsmaterialien mit optisch aktiven Kationen ist es möglich Leuchtstoffe zu synthetisieren. Deren optischen Verhalten wird mit Hilfe diffuser Reflexionsspektroskopie aber auch von Messungen zur Photolumineszenz (in Zusammenarbeit mit der Arbeitsgruppe von Prof. Dr. Henning Höppe an der Universität Augsburg) bestimmt.
Magnetismus
Das Verhalten der synthetisierten Materialien im Magnetfeld kann gerade bei einer Vergesllschaftung von Seltenerd- mit Übergangsmetallen von hohem Interesse sein. Daher werden entsprechende Verbindungen auch daraufhin untersucht.
Ingo Hartenbach
PD Dr. rer. nat.Privatdozent / Akademischer Oberrat