Chemical Bonding Analysis as a Guide for Preparation of New Compounds: The Case of VIrGe and HfPtGe.

13. Januar 2017

Drum prüfe, wer sich ewig bindet, ob sich eine Bindung findet! (nach F. Schiller)

Die Vielseitigkeit der elektronischen Eigenschaften der großen Klasse der MgAgAs-artigen Verbindungen (Halb-Heusler Phasen) hat sie in den Fokus der Materialwissenschaftler gerückt. Für die gleichatomare Zusammensetzung ABC sind jedoch mehr als 40 konkurrierende Strukturen bekannt, und es stellt sich die Frage nach den dominierenden Faktoren, die zur Auswahl des MgAgAs-Typs führen. Trotz und gerade wegen der heutzutage großen Verfügbarkeit von Rechen-Resourcen, ist Prof. Wigners Forderung immer noch gültig: „Es ist schön zu wissen, dass der Computer das Problem verstanden hat. Aber ich würde es gerne auch verstehen.“ In dieser Richtung haben systematische Forschungen zu quantenmechanisch fundierten chemischen Bindungsindikatoren im Ortsraum zur Entwicklung einer konzeptuell einfachen Quantifizierung von Ionizität und Kovalenz für Verbindungen im MgAgAs-Typ geführt. Die Tragweite des Modells wurde durch Vorhersage neuer Verbindungen dieses Strukturtyps auf die Probe gestellt. Die nachfolgende Präparation der sechs ausgewählten Kandidaten lieferte vier Verbindungen vom gewünschten Struktur-Typ, wobei VIrGe und HfPtGe bisher im MgAgAs-Typ nicht bekannt waren.

FRW, YG / CPfS

Die blaue Kurve zeigt das thermische Signal (DSC) für HfPtGe mit einem kleinen thermischen Effekt bei 1010 °C, welcher auf eine strukturellen Phasenübergang hinweist. Die Tieftemperatur-Phase weist die MgAgAs-Struktur auf. Der Einsatz zeigt das gleichzeitige Ansteigen der quantenchemisch berechneten Bindungsindikatoren für Kovalenz und Ionizität in der Reihe HfNiGe < HfPdGe < HfPtGe, was die letztgenannte Verbindung als besonders geeignet für den MgAgAs-Typ heraushebt.
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