Regensburg 2004 – wissenschaftliches Programm
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DF: Dielektrische Festkörper
DF 7: Phasenüberg
änge und Spektroskopie
DF 7.1: Hauptvortrag
Donnerstag, 11. März 2004, 14:30–15:10, H11
Jahn-Teller Polaronen in oxidischen Perovskiten — •Ortwin Schirmer — Fachbereich Physik, Universität Osnabrück
Polaronen sind quasifreie Ladungsträger zusammen mit der von ihnen erzeugten Gitterverzerrung. Ihre Dynamik ergibt ergibt sich aus dem Wechselspiel von Selbstlokalisierung und Tunneln zwischen äquivalenten Plätzen. Es ist üblich, die Eigenschaften von Polaronen durch Messungen der elektrischen Leitfähigkeit bei optischen und niedrigen Frequenzen zu analysieren. Dabei werden die Beiträge verschiedener gleichzeitig vorhandener Ausprägungen von Polaronen superponiert. In günstigen Fällen können EPR-Untersuchungen diese Komponenten voneinander trennen.
Es gelang, BaTiO3-Kristalle so zu dotieren, dass mit EPR nachweisbare Ti3+ (3d1) Polaronen im LB entstehen. Anwendung einachsigen Druckes und Temperaturvariation identifizierte folgende Ausprägungen: kleine Polaronen (Radius ca. Bindungslänge), intermediäre Polaronen (Radius grösser) und Bipolaronen (durch gemeinsame Gitterverzerrung gebundenes Polaronenpaar). Zur Stabilisierung trägt jeweils auch die Aufhebung der Bahn-Entartung bei (Jahn-Teller Effekt).
Weiter werden Defektelektronen behandelt, die nach Erzeugung durch geeignete Einstrahlung an einem von mehreren äquivalenten Sauerstoff-Ionen neben Akzeptor-Defekten in BaTiO3 und KTaO3 als O−(2p5) eingefangen werden; dabei wird die Äquivalenz durch Gitterverzerrung gebrochen, es entsteht ein gebundenes Polaron. Auch hier unterstützt ein lokaler JTE die Stabilisierung. Eine neuartige, symmetrie-erhaltende dynamische Ausprägung des JTE an Polaronen wird behandelt.