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M: Metallphysik

M 31: Nanokristalle II

M 31.3: Vortrag

Freitag, 27. März 1998, 10:50–11:10, H 39

Li⁺-Diffusion und lokale Unordnung: Nanokristallines, grobkristallines und amorphes Li_xTiS₂ — •Rudolf Winter und Paul Heitjans — Institut für Physikalische Chemie und Elektrochemie, Universität Hannover, Callinstr. 3a, 30 167 Hannover

Der gemischte Ionen- und Elektronenleiter Li_xTiS₂ wurde in den drei Ordnungszuständen grobkristallin (g-Li_xTiS₂, hexagonale Schichtstruktur), nanokristallin und amorph (n- bzw. a-Li_xTiS₂) mit Hilfe der NMR untersucht. n-Li_xTiS₂ (Korndurchmesser 10⋯20 nm) wurde durch Kugelmahlen, a-Li_xTiS₂ durch organometallische Synthese hergestellt. Die ⁷Li - Spin - Gitter - Relaxationsrate T₁⁻¹ wurde im Frequenzbereich
15⋯110 MHz und für Temperaturen 140⋯600 K bestimmt. Die Aktivierungsenergie der Ionensprünge beträgt etwa 170 meV für g- und n-Li_xTiS₂, 70 meV für a-Li_xTiS₂. Die Frequenzabhängigkeit von T₁⁻¹ ist für alle Materialien sublinear. Die ⁷Li-NMR-Zentrallinie des n-Li_xTiS₂ ist ab 250 K zunehmend bewegungsverschmälert und besteht aus einer schmalen und einer breiten Komponente. Ab 350 K wird keine weitere Verschmälerung beobachtet; das Intensitätsverhältnis ist etwa 1:1. Bei
a-Li_xTiS₂ (Verschmälerung ab 200 K) gibt es keine verbleibende breite Komponente. Beim nanokristallinen Material lässt sich der Grenzflächenanteil durch die teilweise Verschmälerung identifizieren. Die Gleichheit der Aktivierungsenergien für g- und n-Li_xTiS₂ wird aufgrund der Ähnlichkeit des Leitungsmechanismus längs der Schichten in g- und der Grenzflächen in n-Li_xTiS₂ erklärt.