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Main Title: Synthese und Charakterisierung neuer Oxide und Oxidnitride des Niobs
Translated Title: Synthesis and characterization of new oxides and oxynitrides of niobium
Author(s): Orthmann, Steven
Advisor(s): Lerch, Martin
Referee(s): Lerch, Martin
Bredow, Thomas
Granting Institution: Technische Universität Berlin
Type: Doctoral Thesis
Language Code: de
Abstract: By different synthesis routes the first oxide nitrides in the series scandium-niobium-oxygen-nitrogen could be synthesized and characterized. ScNb4O7N3, which crystallizes in the rutile-type structure, exhibit a band gap of 2.62 eV after a short oxidation. Furthermore anion-deficit NbSc2(O,N,□)6 with fluorite-type structure could be synthesized. UV-Vis measurements point to a band gap of 3.36 eV after a short oxidation of the product. In the series zirconium-niobium-oxygen-nitrogen new oxides and oxide nitrides could be synthesized. By replacing zirconium with hafnium isotopical compounds with comparable composition could be obtained. The crystal structure of these new compounds is discussed respecting magnetism and the results of electron microscopy and neutron diffraction. By partially substitution of niobium with magnesium or zinc three additional oxide nitrides with the compositions Mg2Nb4O2N5, Zn2NbO0,3N2,8, and ZnNb3O0,1N4,5, showing a tetragonal Nb4N5-type structure, could be synthesized.
Über verschiedene Syntheserouten wurden die ersten Verbindungen im System Scandium-Niob-Sauerstoff-Stickstoff synthetisiert und charakterisiert. Es konnte ScNb4O7N3 mit Rutil-Struktur hergestellt werden, welches nach kurzer Oxidation an Luft eine Farbveränderung von schwarz zu gelb aufwies. Eine direkte Bandlücke von 2,62 eV wurde mittels UV-Vis Spektroskopie bestimmt. Ebenfalls gelang es, Anionen-defizitäres NbSc2(O,N,□)6 mit Fluorit-Struktur zu synthetisieren. Hier wurde nach kurzer Oxidation eine Bandlücke von 3,36 eV bestimmt. Im System Zirconium-Niob-Sauerstoff-Stickstoff wurden neue Oxide und Oxidnitride synthetisiert. Durch Substitution von Zirconium durch Hafnium konnten isotype Verbindungen mit vergleichbarer Zusammensetzung erhalten werden. Physikalische Eigenschaften und Kristallstrukturen der neuen Verbindungen wurden mit Hilfe von magnetischen Messungen, Elektronenmikroskopie und Neutronenbeugung bestimmt. Durch partielle Substitution von Niob mit Magnesium bzw. Zink gelangen die Synthesen drei weiterer Oxidnitride der Zusammensetzung Mg2Nb4O2N5, Zn2NbO0,3N2,8 und ZnNb3O0,1N4,5 mit tetragonaler Nb4N5-Struktur.
URI: https://depositonce.tu-berlin.de//handle/11303/7283
http://dx.doi.org/10.14279/depositonce-6556
Exam Date: 2-Nov-2017
Issue Date: 2017
Date Available: 18-Dec-2017
DDC Class: 546 Anorganische Chemie
Subject(s): transition metal
niobium oxide nitride
rutile
zirconium
hafnium
Übergangsmetall
Nioboxidnitride
Rutil
License: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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