CaTiO3

Perowskit-Oxide sind eine bedeutende Klasse von anorganischen Verbindungen, die für ihre vielseitige Kristallchemie und eine breite Palette funktioneller Eigenschaften bekannt sind, was sie für verschiedene wissenschaftliche und technologische Anwendungen wertvoll macht. Diese Materialien haben die allgemeine Formel ABO₃ wobei das größere A-Kation von 12 O^2- und das kleinere B-Kation von einem Oktaeder aus O^2- koordiniert wird.

Kalziumtitanat (CaTiO₃), das erste entdeckte Mineral mit einer Perowskitstruktur, ist im Vergleich zu anderen Perowskiten wie SrTiO₃ und BaTiO₃ weniger gut untersucht. Während SrTiO₃ eine kubische Kristallstruktur aufweist, zeigt CaTiO₃ aufgrund der kleineren Ca^2- -Ionen bei Raumtemperatur eine orthorhombische Verzerrung.

Da viele funktionelle Eigenschaften von polykristallinen Materialien durch Grenzflächen dominiert sind legen wir in unserer Gruppe besonderen Fokus auf Korngrenzen. Insbesondere den Einfluss der Defektchemie, die durch u.a. durch Dotierungen gesteuert wird.
Am IFKB synthetisieren wir hochreines CaTiO₃ mit verschiedenen Akzeptor- und Donator-Dotierungen. Durch kontrollierte Sinteratmosphären können wir gezielt weiteren Einfluss auf die elektronische Struktur (Defektchemie) nehmen. Besonders durch Rasterelektronenmikroskopie und elektrochemische Impedanzspektroskopie können wir Größen wie Korngrenzmobilität und -leitfähigkeit untersuchen. Kooperationen mit anderen Instituten ermöglichen uns Zugang zur Bandstruktur und das Fermi Niveau (XPS), sowie Korngrenzchemie (TEM). Diese Analysemethoden ermöglichen uns ein tieferes Verständnis nicht nur für Kalziumtitanat sondern auch andere Titanate und Perovskite zu entwickeln und hilft dabei, Materialien gezielt auf Anwendungen maßzuschneiden.