Über Eisensilicide: Züchtung von ß-FeSi2-Einkristallen durch chemischen Transport, strukturelle und physikalische Charakterisierung

Die Ziele dieser Arbeit waren die Optimierung der Synthese und die Herstellung von Einkristallen von (ß-FeSi2, einer für praktische Anwendungen interessanten halbleitenden Phase, sowie deren strukturelle und physikalische Charakterisierung. Zudem sollte untersucht werden, ob Dotierungen mit Übergangsmetallen gemäß Fe1-xMxSi2 möglich sind. <br>Die Herstellung von Einkristallen erfolgte über chemischen Transport. Als optimale Bedingungen wurden die Verwendung von Iod als Transportmittel bei einem Ioddruck von 4 bar und eines Temperaturgefälles von T2 = 1273 K nach T1 = 1073 K gefunden. Als Bodenkörper im Quellenraum kann ein Eduktgemisch aus Fe2Si5 und FeSi oder ein Gemisch der Elemente eingesetzt werden. Entgegen der Literatur waren hier beim Einsatz der Elemente die Ausbeuten in Anzahl und Größe der Kristalle bedeutend günstiger. <br>Die erhaltenen Kristalle (dünne Nadeln und längliche Plättchen) wurden röntgenographisch als (ß-FeSi2 identifiziert. Zur Charakterisierung der Kristalle wurde mit Diffraktometerdaten eine Strukturbestimmung durchgeführt, speziell auch zur Klärung von Zwillingsproblemen, über die unter Hinweis auf die pseudotetragonale Metrik berichtet wurde. Im Wesentlichen wurden die publizierten Strukturdaten bestätigt, nicht jedoch die Angaben zur Zwillingsbildung. <br>Die ESR-Messungen mit den nadel- und plättchenförmigen Kristallen zeigten, dass sich alle erhaltenen ESR-Spektren sehr gut auf der Grundlage von Einkristallen interpretieren lassen, allerdings sind in der Struktur kristallographisch äquivalente Positionen magnetisch nicht äquivalent. <br>Weiterhin wurden elektrische und optische Eigenschaften untersucht. Laut Impedanzspektroskopie handelt es sich bei (ß-FeSi2 um einen Halbleiter mit vorwiegend elektronischen Anteilen an der Leitfähigkeit und es wurde bei den untersuchten Kristallen zum ersten mal eindeutig Photolumineszenz festgestellt. <br>Zur Dotierung wurden zahlreiche Transportexperimente in Gegenwart von Ti, V, Cr, Mn, Co, Ru und Os durchgeführt

Author dc:creator

• Rix, Wolfgang

Contributors dc:contributor

• Thiele, Gerhard

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