Charakterisierung von Clathrat-Einkristallen

Inhaltsverzeichnis

• 1 Einleitung
• 2 Material
  • 2.1 Struktur der Clathrate
  • 2.2 Untersuchte Verbindungen
• 3 Methoden
  • 3.1 Laue-Verfahren
    • 3.1.1 Orientierung
    • 3.1.2 Auswertung
  • 3.2 Pulverdiffraktometrie
  • 3.3 Rasterelektronenmikroskopie
    • 3.3.1 Wechselwirkungen im Rasterelektronenmikroskop
    • 3.3.2 Energiedispersive Röntgenspektroskopie
  • 3.4 Differenzthermoanalyse
  • 3.5 Physical Property Measurement System
• 4 Präparation
  • 4.1 Ba₈Au_5,25Ge_40,3O_0,45
  • 4.2 Ba₈Ni_3,5Ge_42,1O_0,4
• 5 Experimente und Ergebnisse
  • 5.1 REM- und EDX-Analyse
  • 5.2 Differenzthermoanalyse
  • 5.3 Pulverdiffraktometrie
  • 5.4 Widerstandsmessung
    • 5.4.1 Ba₈Ni_3,5Ge_42,1O_0,4
    • 5.4.2 Ba₈Au_5,25Ge_40,3O_0,45
• 6 Schlussbetrachtung
  • 6.1 Zusammenfassung
  • 6.2 Ausblick

Zielsetzung und Themenschwerpunkte

Ziel dieser Bachelorarbeit ist die Präparation und Charakterisierung der Clathratverbindungen Ba₈Au_5,25Ge_40,3O_0,45 und Ba₈Ni_3,5Ge_42,1O_0,4. Es soll untersucht werden, ob es sich um Einkristalle handelt und gegebenenfalls orientierte Proben für weitere Analysen präpariert werden. Ein weiterer Schwerpunkt liegt auf der Bestimmung des spezifischen elektrischen Widerstands in Abhängigkeit von der Temperatur.

• Charakterisierung von Clathrat-Einkristallen
• Bestimmung des elektrischen Widerstands in Abhängigkeit von der Temperatur
• Untersuchung der thermoelektrischen Eigenschaften von Clathraten
• Präparation und Analyse von Einkristallen
• Vergleich der Eigenschaften von Ba₈Au_5,25Ge_40,3O_0,45 und Ba₈Ni_3,5Ge_42,1O_0,4

Zusammenfassung der Kapitel

1 Einleitung: Die Einleitung führt in die Thematik der thermoelektrischen Effekte und deren Bedeutung im Kontext steigenden Energieverbrauchs ein. Sie beschreibt die Herausforderungen bei der Nutzung des thermoelektrischen Effekts aufgrund der Kopplung von thermischer und elektrischer Leitfähigkeit und stellt intermetallische Clathratverbindungen als vielversprechende Alternative vor. Die Arbeit fokussiert auf die Untersuchung von Ba₈Au_5,25Ge_40,3O_0,45 und Ba₈Ni_3,5Ge_42,1O_0,4, um den zugrundeliegenden Mechanismus besser zu verstehen und Clathrate mit verbesserten Eigenschaften zu entwickeln. Die bisherige Literaturlage zu den untersuchten Verbindungen wird kurz zusammengefasst.

2 Material: Dieses Kapitel beschreibt die Struktur der Clathrate und die Eigenschaften der untersuchten Verbindungen Ba₈Au_5,25Ge_40,3O_0,45 und Ba₈Ni_3,5Ge_42,1O_0,4. Es legt den Fokus auf die relevanten strukturellen Merkmale, die für die thermoelektrischen Eigenschaften verantwortlich sind, und beleuchtet Unterschiede und Gemeinsamkeiten der beiden Verbindungen im Hinblick auf ihre chemische Zusammensetzung und Kristallstruktur.

3 Methoden: In diesem Kapitel werden die angewandten experimentellen Methoden detailliert beschrieben. Dies umfasst die Laue-Methode zur Bestimmung der Kristallorientierung, die Pulverdiffraktometrie zur Charakterisierung der Kristallstruktur, die Rasterelektronenmikroskopie (REM) inklusive energiedispersiver Röntgenspektroskopie (EDX) zur Analyse der Oberflächenmorphologie und chemischen Zusammensetzung, die Differenzthermoanalyse (DTA) zur Bestimmung von Phasenumwandlungen und das Physical Property Measurement System (PPMS) zur Widerstandsmessung bei verschiedenen Temperaturen. Die detaillierte Beschreibung der Messmethoden und der Auswertung der Daten ist essentiell für das Verständnis der Ergebnisse.

4 Präparation: Dieses Kapitel beschreibt die experimentelle Vorbereitung der Proben Ba₈Au_5,25Ge_40,3O_0,45 und Ba₈Ni_3,5Ge_42,1O_0,4 für die nachfolgenden Untersuchungen. Es beinhaltet detaillierte Informationen über die Prozessschritte, die zur Herstellung von geeigneten Proben für die verschiedenen Analysemethoden notwendig waren, um die Qualität und Zuverlässigkeit der späteren Messergebnisse zu gewährleisten.

5 Experimente und Ergebnisse: Dieses Kapitel präsentiert die Ergebnisse der durchgeführten Experimente. Die REM- und EDX-Analysen liefern Informationen über die Morphologie und die chemische Zusammensetzung der Proben. Die Ergebnisse der Differenzthermoanalyse geben Aufschluss über mögliche Phasenumwandlungen. Die Pulverdiffraktometrie liefert Daten zur Kristallstruktur, und die Widerstandsmessungen zeigen den spezifischen elektrischen Widerstand der Proben in Abhängigkeit von der Temperatur. Eine detaillierte Diskussion der gewonnenen Daten und deren Interpretation ist essentiell für das Verständnis der Eigenschaften der untersuchten Clathrate.

Schlüsselwörter

Clathrate, thermoelektrischer Effekt, elektrische Leitfähigkeit, Wärmeleitfähigkeit, Einkristalle, Ba₈Au_5,25Ge_40,3O_0,45, Ba₈Ni_3,5Ge_42,1O_0,4, REM, EDX, Pulverdiffraktometrie, Widerstandsmessung, Materialcharakterisierung.

Häufig gestellte Fragen (FAQ) zur Bachelorarbeit: Präparation und Charakterisierung der Clathratverbindungen Ba₈Au_5,25Ge_40,3O_0,45 und Ba₈Ni_3,5Ge_42,1O_0,4

Was ist das Thema der Bachelorarbeit?

Die Bachelorarbeit befasst sich mit der Präparation und Charakterisierung der Clathratverbindungen Ba₈Au_5,25Ge_40,3O_0,45 und Ba₈Ni_3,5Ge_42,1O_0,4. Ein Schwerpunkt liegt auf der Bestimmung des spezifischen elektrischen Widerstands in Abhängigkeit von der Temperatur.

Welche Ziele werden in der Arbeit verfolgt?

Die Arbeit zielt darauf ab, die Clathratverbindungen zu präparieren und zu charakterisieren, Einkristalle zu identifizieren und zu orientieren sowie den spezifischen elektrischen Widerstand in Abhängigkeit von der Temperatur zu bestimmen. Es soll untersucht werden, ob es sich um Einkristalle handelt und gegebenenfalls orientierte Proben für weitere Analysen präpariert werden.

Welche Methoden wurden angewendet?

Es wurden folgende Methoden eingesetzt: Laue-Verfahren zur Orientierungsbestimmung, Pulverdiffraktometrie zur Strukturcharakterisierung, Rasterelektronenmikroskopie (REM) mit energiedispersiver Röntgenspektroskopie (EDX) zur Oberflächenanalyse und chemischen Zusammensetzung, Differenzthermoanalyse (DTA) zur Bestimmung von Phasenumwandlungen und das Physical Property Measurement System (PPMS) zur Widerstandsmessung.

Welche Materialien wurden untersucht?

Die Arbeit untersucht die Clathratverbindungen Ba₈Au_5,25Ge_40,3O_0,45 und Ba₈Ni_3,5Ge_42,1O_0,4. Die Kapitel 2 beschreibt deren Struktur und Eigenschaften im Detail.

Wie wurden die Proben präpariert?

Kapitel 4 beschreibt detailliert die experimentelle Vorbereitung der Proben Ba₈Au_5,25Ge_40,3O_0,45 und Ba₈Ni_3,5Ge_42,1O_0,4 für die verschiedenen Analysenmethoden.

Welche Ergebnisse wurden erzielt?

Kapitel 5 präsentiert die Ergebnisse der REM/EDX-Analysen, der Differenzthermoanalyse, der Pulverdiffraktometrie und der Widerstandsmessungen. Die Daten werden detailliert diskutiert und interpretiert.

Welche Schlussfolgerungen werden gezogen?

Kapitel 6 fasst die Ergebnisse zusammen, zieht Schlussfolgerungen und gibt einen Ausblick auf zukünftige Forschungsarbeiten.

Welche Schlüsselwörter beschreiben die Arbeit?

Clathrate, thermoelektrischer Effekt, elektrische Leitfähigkeit, Wärmeleitfähigkeit, Einkristalle, Ba₈Au_5,25Ge_40,3O_0,45, Ba₈Ni_3,5Ge_42,1O_0,4, REM, EDX, Pulverdiffraktometrie, Widerstandsmessung, Materialcharakterisierung.

Wo finde ich den detaillierten Aufbau der Arbeit?

Der detaillierte Aufbau der Arbeit mit Einleitung, Materialbeschreibung, Methodenbeschreibung, Präparation, Ergebnissen, Schlussbetrachtung und Zusammenfassung der einzelnen Kapitel ist im Inhaltsverzeichnis aufgeführt.