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TT: Tiefe Temperaturen

TT 22: Metall-Isolator-Überg
änge in Quantensystemen II

TT 22.6: Vortrag

Freitag, 28. März 2003, 11:30–11:45, HSZ301

Von VO₂ zu V₂O₃: Die Metall-Isolator-Übergänge der Magnéli-Phasen V_nO_2n−1 — •U. Schwingenschlögl, V. Eyert und U. Eckern — Theoretische Physik II, Institut für Physik, Universität Augsburg, 86135 Augsburg

Die Magnéli-Phasen V_nO_2n−1 (3 ≤ n ≤ 9) des Vanadiums bilden eine homologe Reihe von Verbindungen, deren Kristallstrukturen aus den typischen Elementen der Rutil- bzw. Korundstruktur ihrer Endmitglieder VO₂ (d¹-Konfiguration, n → ∞) und V₂O₃ (d², n = 2) aufgebaut sind. Dies erlaubt es, Aspekte der Metall-Isolator-Übergänge sowohl des Dioxids als auch des Sesquioxids unmittelbar gegenüber zustellen; auch die Magnéli-Phasen zeigen (mit einer Ausnahme) in Abhängigkeit von der Temperatur einen MI-Übergang, der mit einer simultanen Verzerrung der Kristallstruktur einhergeht. Die Kopplung zwischen den Änderungen der elektronischen und der Kristallstruktur am Phasenübergang wurden anhand von augmented spherical wave (ASW) Bandstrukturrechnungen auf der Grundlage der Dichtefunktionaltheorie und der lokalen Dichtenäherung untersucht. Hieraus ergibt sich ein neues Verständnis der Rolle der einzelnen elektronischen Zustände am MI-Übergang des V₂O₃, dessen elektronische Eigenschaften stark von den Metall-Metall-Bindungen innerhalb der hexagonalen Ebenen beeinflusst werden. Das Aufspalten der parallel zur hexagonalen c-Achse ausgerichteten a_1g-artigen Zustände scheint dagegen weniger bedeutend zu sein als allgemein angenommen.