Teilprojekt 8

TP8

Modellierungferroelektrischer LiNb1-xTaxO3Mischkristalle und ihrer Defektstruktur

Dieses Teilprojekt macht sich die theoretische Beschreibung von LiNb1-xTaxO3 Mischkristallen über den gesamten Zusammensetzungsbereich zur Aufgabe. Die makroskopischen Materialeigenschaften werden anhand der mikroskopischen Struktur ab initio bestimmt. Dabei kombinieren wir die langjährige Erfahrung in der Modellierung von Ferroelektrika mit der Expertise im Bereich der atomistischen Rechnungen.

Atomistischen Modelle bieten zwei entscheidende Vorteile. Zum einen lassen sich komplexe Vorgänge und Fragestellungen, die gleichzeitig von mehreren Parametern abhängen, auf die einzelnen Aspekte herunterbrechen. Zum anderen wird durch die methodische Vielfalt eine Vielzahl an direkt messbaren Großen sowie spektroskopischen Signaturen zugänglich, welche die Rückkopplung zu allen experimentellen Teilprojekten ermöglicht. Mit der Bestimmung von strukturellen und thermodynamischen Eigenschaften (Gitterparameter, Aktivierungsenergien und Diffusionskoeffizienten, Exzessenthalpien), optische lineare und nichtlineare Signaturen (Absorption-, Transmission, Raman- und SHG-Spektren) wollen wir die Basis für ein grundlegendes Verständnis des untersuchten Materialsystems legen.

Ziele

Das gesteckte Ziel ist die Vorhersage von zusammensetzungsabhängigen Eigenschaften des LiNb1-xTaxO3 Grundzustands und dessen angeregten Zustandes. Das erlaubt in erster Linie den Einfluss von Struktur, Stöchiometrie und Doping auf die makroskopischen Eigenschaften zu verstehen und ermöglicht somit die Deutung der experimentellen Ergebnisse. Des Weiteren setzt uns diese Kenntnis in der Lage, Zusammensetzungen vorschlagen zu können, die zu Mischkristallen mit optimierten, maßgeschneiderten Eigenschaften führen.

Projektverantwortliche und -mitarbeitende

Prof. Dr. Simone Sanna
Mike N. Piontek
Brendan Muscutt
Florian. A. Pfeiffer
Felix Bernhardt