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Optische Spektroskopie und kristallchemische Untersuchungen an (Co,Zn)3TeO6 Mischkristallen
Dominik Reichartzeder
Art der Arbeit
Masterarbeit
Universität
Universität Wien
Fakultät
Fakultät für Geowissenschaften, Geographie und Astronomie
Studiumsbezeichnung bzw. Universitätlehrgang (ULG)
Masterstudium Erdwissenschaften
Betreuer*in
Manfred Wildner
DOI
10.25365/thesis.36869
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-30153.34780.647563-5
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(Print-Exemplar eventuell in Bibliothek verfügbar)
Abstracts
Abstract
(Deutsch)
Die (CoxZn3-x)TeO6-Mischungsreihe wurde kristallchemisch untersucht, polarisierte elektronische Absorptionsspektren und DRIFT-Spektren im Bereich von 35000 bis 1000 cm-1 wurden mit Mikroskop-Spektrometrischen Methoden aufgenommen. Die Daten aus den Röntgenbeugungsmessungen an Einkristallen und an Pulverproben, als auch das Probenmaterial wurden dankenswerterweise von Matthias Weil (TU Wien) zur Verfügung gestellt. Alle (CoxZn3-x)TeO6-Proben unterschiedlicher x-Werte kristallisieren isotyp in der Raumgruppe C2/c. Sowohl in der Co3TeO6 Struktur als auch in jener des Zn3TeO6 besetzen die Me+ Ionen fünf unterschiedliche Positionen mit Koordinationszahlen 4, 5 und 6 und bilden stark verzerrte Polyeder (Becker et al. 2006; Weil 2006). Mit steigendem Zn-Gehalt wird die Tetraederposition (Me2) bevorzugt mit Zn2+ besetzt. Im Gegensatz zur Erstbeschreibung (Weil 2006), wird das Zn1 Ion in dieser Studie als entweder i) tetraedrisch koordiniert (maximale Bindungslänge 2.081 Å) oder ii) in einer [4+3] Koordination (Bindungslängen der drei gestreckten Bindungen: 2.635, 2.747, 2.779 Å) vorliegend interpretiert. Die polarisierten Absorptionsspektren sind komplex und zeigen, bei hohen Co-Gehalten, eine extrem starke Absorption (max. linearer Absorptionskoeffizient von Co3TeO6 im sichtbaren Bereich αmax = 8656 cm-1). Eine atypisch geformte Absorptionsbande bei 27000 cm-1 und ein Transmissionsfenster zwischen 27000 und 33000 cm-1 treten in den polarisierten Absorptionsspektren aller Proben auf, jedoch nicht in den DRIFT-Spektren. Mit steigendem Zn-Gehalt verändert sich die Form der Spektren in einigen Bereichen stark, d.h. die Absorption wird je nach Co/Zn Verhältnis von unterschiedlichen Me Polyedern dominiert. Die stark absorbierenden scharfen Banden im Co3TeO6werden hauptsächlich durch die Wechselwirkung des Tetraeders mit der elektromagnetischen Strahlung erzeugt. Durch die bevorzugte Besetzung dieser Position mit Zn2+ dominieren bei geringeren Co-Gehalten die Oktaeder das Absorptionsverhalten. Diese sind teilweise sehr stark und unterschiedlich verzerrt, wodurch die Auflösung der Bandenkomponenten deutlich abnimmt.
Abstract
(Englisch)
(CoxZn3-x)TeO6 crystals were chemically investigated, polarized electronic absorption spectra of these crystals from 35000 to 1000 cm-1 were obtained by microscope-spectrometric techniques. The data from the X-Ray experiments on single crystals and powder samples were kindly provided by Matthias Weil (Technical University Vienna). All measured (CoxZn3 x)TeO6 samples of different x-values crystallize isotypically in the space group C2/c. In both structures of Co3TeO6 and Zn3TeO6 the Me2+ ions are positioned on five different sites with coordination numbers 4, 5 and 6, forming strongly distorted polyhedrons (Becker et al. 2006; Weil 2006). With an increasing Zn-content the Zn2+ ion prefers the tetrahedrally (Me2) coordinated position. Contrary to the first description of Zn3TeO6 (Weil 2006), in this study the Zn1either interpreted to be i) tetrahedrally coordinated (max. bond distance 2.081 Å) or ii) in [4+3] coordination (bond distance of the 3 elongated bonds: 2.635, 2.747, 2.779 Å). The polarized electronic absorption spectra are complex and show extremely high absorption for high Co-contents (max. linear absorption coefficient of Co3TeO6 in the visible range αmax = 8656 cm-1). An atypically formed absorption band at 27000 cm-1 and a following transmission window between 27000 and 33000 cm-1 are only obtained at the polarized spectra but not in the DRIFT-spectra. With an increasing Zn-content the shape of the absorption spectra changes strongly in some ranges, i.e. the absorption behavior of different Zn/Co-ratios is dominated by different Me polyhedrons. The strongly absorbing, sharp absorption bands of Co3TeO6 are mainly dominated by the interaction of the tetrahedron with the electromagnetic radiation. Due to the preferred positioning of the Zn2+ ion into the tetrahedron the spectra of the samples with a decreased Co-content are dominated by the different strongly distorted Co octahedrons. This mixture of different octahedrons leads to a reduced resolution of the band components.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Englisch)
polarized electronic absorption spectroscopy Co3TeO6 Zn3TeO6 multiferroics electronic transitions of Co2+
Schlagwörter
(Deutsch)
polarisierte elektronische Absorptionsspektroskopie Co3TeO6 Zn3TeO6 Multiferroika elektronische Übergänge des Co2+
Autor*innen
Dominik Reichartzeder
Haupttitel (Deutsch)
Optische Spektroskopie und kristallchemische Untersuchungen an (Co,Zn)3TeO6 Mischkristallen
Publikationsjahr
2015
Umfangsangabe
75 S. : Ill., graph. Darst.
Sprache
Deutsch
Beurteiler*in
Manfred Wildner
Klassifikationen
38 Geowissenschaften > 38.30 Mineralogie ,
38 Geowissenschaften > 38.31 Kristallographie
AC Nummer
AC12265679
Utheses ID
32677
Studienkennzahl
UA | 066 | 815 | |