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SYGU: Grenzflächen zwischen unterschiedlichen Materialien

SYGU 2: Hauptvorträge

SYGU 2.4: Vortrag

Donnerstag, 30. März 2000, 17:00–17:15, H4

Dichtefunktionalstudie des “Titan-Effektes” an Metall/Keramik-Grenzflächen — •C. Elsässer und S. Köstlmeier — Max-Planck-Institut für Metallforschung, Seestraße 92, 70174 Stuttgart

Eine dünne Zwischenschicht aus einem Übergangsmetallelement, z.B. Titan, kann die Adhäsion einer Metall/Keramik-Grenzfläche beträchtlich erhöhen. Die Rolle der Elektronenstruktur bei diesem Phänomen (“Titan-Effekt”) wurde quantitativ untersucht mittels Dichtefunktional-Rechnungen unter Verwendung einer Mixed-Basis-Pseudopotential-Methode. Als Modell wurde die sehr schwach gebundene Grenzfläche Ag(001)/MgAl₂O₄(001) ausgewählt, um Gitterfehlpassungseinflüsse zu vermeiden und folglich nur die elektronischen Beiträge zur Grenzflächenwechselwirkung zu erfassen. Ein sukzessives Einfügen von Titanatomen an der Grenzfläche bis zu einer Monolage bewirkt eine deutliche Erhöhung der Bindungsstärke (Ag/Ti/MgAl₂O₄). Diese ist korreliert mit einer Verringerung der Elektronendichte entlang einer Grenzflächenschicht. Dies bewirkt eine Reduktion der Pauli-Abstoßung zwischen den Sauerstoff-Anionen und den elektronenreichen Silberatomen und ist verbunden mit energetischen Verschiebungen in den Valenz- und Leitungsbändern an der Grenzfläche.