Mangan-Chalkogenometallate der 15. Gruppe und binäre Kupfertelluride: Synthese, Strukturen, Hochdruckchemie und physikalische Eigenschaften

Item type:	Thesis of the University of Regensburg (PhD)
Open Access Type:	Primary Publication
Date:	9 January 2005
Referee:	Prof. Dr. Arno Pfitzner
Date of exam:	17 April 2003
Institutions:	Chemistry and Pharmacy > Institut für Anorganische Chemie > Chair Prof. Dr. Arno Pfitzner
Keywords:	Mangan , Kupfer , Tellur , Hochdruckchemie , Chalkogenometallate , Magnetstrukturen , Bandstrukturen , Magnetismus , Neutronenbeugung , Leitfähigkeiten , manganese , copper , tellurium , chalcogenometallates , magnetic structures
Dewey Decimal Classification:	500 Science > 540 Chemistry & allied sciences
Status:	Published
Refereed:	Yes, this version has been refereed
Created at the University of Regensburg:	Yes
Item ID:	10244

Abstract (German)

Im Rahmen dieser Arbeit werden Untersuchungen an Manganchalkogenometallaten der 15. Gruppe des PSE und binäre Kupfertelluride vorgestellt. Die Untersuchungen an den Verbindungen der Zusammensetzung MnPn2Q4 (Pn = Sb, Bi; Q = S, Se) konzentrierten sich auf die Strukturanalyse und die physikalischen Eigenschaften. Durch den Einsatz von Hochdrucksynthesetechniken konnte eine reversible ...

Abstract (German)

Im Rahmen dieser Arbeit werden Untersuchungen an Manganchalkogenometallaten der 15. Gruppe des PSE und binäre Kupfertelluride vorgestellt.
Die Untersuchungen an den Verbindungen der Zusammensetzung MnPn2Q4 (Pn = Sb, Bi; Q = S, Se) konzentrierten sich auf die Strukturanalyse und die physikalischen Eigenschaften. Durch den Einsatz von Hochdrucksynthesetechniken konnte eine reversible Phasentransfor-mation von monoklinem MnSb2S4 bei 3 GPa und 1073 K in die orthorhombische Variante nachgewiesen werden. Die Struktur von MnSb2Se4 (mC28) konnte erstmals an einem bei 1.5 GPa und 873 K präparierten Einkristall bestimmt werden. Raumtemperaturstrukturen wurden für MnPn2Q4 (Pn = Sb, Bi; Q = S, Se) auf Basis von Neutronenbeugungsdaten verfeinert. Für alle Verbindungen sind Leitfähigkeiten, magnetische Eigenschaften und die Magnetstrukturen bestimmt worden. Die monoklinen Phasen sowie orthorhombisches MnSb2S4 sind Halbleiter. Magnetische Suszeptibilitätsmessungen weisen die monoklinen Modifikationen unterhalb der Néel-Temperaturen als Antiferromagneten aus. Durch Neutronenbeugungsuntersuchungen konnte die antiferromagnetische Ordnung bestätigt und eine entlang den MnQ6-Oktaedersträngen verlaufende, transversal sinusförmig modulierte Magnetstruktur aufgeklärt werden. Die Amplitude der Modulation liegt parallel [001]. Theoretische Rechnungen an MnSb2S4 und MnSb2Se4 bestätigen die physikalischen Eigenschaften und die Bevorzugung einer antiferromagnetischen Kopplung. Erstmals konnte eine phasenreine Probe von Pyrit-analogem CuTe2 in einem Multi-Anvil-Modul bei 8 GPa und 973 K präpariert sowie eine Einkristallstrukturanalyse dieser Verbindung durchgeführt werden. CuTe2 und Cu7Te4 sind Pauli-paramagnetische, metallischer Leiter. Für beide Substanzen ist eine Beschreibung in einem ionischen Modell nicht sinnvoll.

Translation of the abstract (English)

Investigations on manganese chalcogenometallates of group 15 elements and binary copper tellurides are topics under discussion. Crystal Structures and physical properties of MnPn2Q4 (Pn = Sb, Bi; Q = S, Se) have been worked out. A reversible phase transformation of monoclinic MnSb2S4 to the orthorhombic modification could be detected using high pressure techniques (3 GPa and 1073 K). The crystal ...

Translation of the abstract (English)

Investigations on manganese chalcogenometallates of group 15 elements and binary copper tellurides are topics under discussion. Crystal Structures and physical properties of MnPn2Q4 (Pn = Sb, Bi; Q = S, Se) have been worked out. A reversible phase transformation of monoclinic MnSb2S4 to the orthorhombic modification could be detected using high pressure techniques (3 GPa and 1073 K). The crystal structure of MnSb2Se4 (mC28) was determined from a single crystal prepared at 1.5 GPa and 873 K for the first time. Crystal structure refinements for MnPn2Q4 (Pn = Sb, Bi; Q = S, Se) based on neutron diffraction data have been done. Electrical conductivities, magnetic properties and the magnetic structures were investigated for all substances. The monoclinic phases as well as orthorhombic MnSb2S4 are semiconductors. Magnetic susceptibility measurements of the monoclinic modifications indicate antiferromagnetic behaviour below the Néel temperatures. Neutron diffraction investigations were accomplished, which confirm the antiferromagnetic order and a transversal sinoidal modulated magnetic structure running along the edge sharing MnQ6 (Q = S, Se) octahedra. The amplitude of the modulation lies parallel [001]. Theoretical calculations on MnSb2S4 and MnSb2Se4 confirm the physical properties and the preference of an antiferromagnetic coupling determined by other methods. A phase pure sample of pyrite-like CuTe2 could be prepared in a Multi Anvil module at 8 GPa and 973 K. The crystal structure was refined from a single crystal. CuTe2 and Cu7Te4 are Pauli paramagnetic metals. Both compounds can not be described in an ionic model.

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