[{"@context":"http:\/\/schema.org\/","@type":"BlogPosting","@id":"https:\/\/wiki.edu.vn\/wiki7\/2020\/11\/30\/strontiumtitanat-wikipedia\/#BlogPosting","mainEntityOfPage":"https:\/\/wiki.edu.vn\/wiki7\/2020\/11\/30\/strontiumtitanat-wikipedia\/","headline":"Strontiumtitanat – Wikipedia","name":"Strontiumtitanat – Wikipedia","description":"before-content-x4 Strontiumtitanat ist ein Oxid von Strontium und Titan mit der chemischen Formel SrTiO3. 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Bei Raumtemperatur ist es ein zentrosymmetrisches paraelektrisches Material mit einer Perowskitstruktur.  Bei niedrigen Temperaturen n\u00e4hert es sich einem ferroelektrischen Phasen\u00fcbergang mit einer sehr gro\u00dfen Dielektrizit\u00e4tskonstante ~ 104 bleibt aber paraelektrisch bis zu den niedrigsten Temperaturen, die als Ergebnis von Quantenfluktuationen gemessen werden, was es zu einem quantenparaelektrischen macht.[1]  Es wurde lange Zeit als vollst\u00e4ndig k\u00fcnstliches Material angesehen, bis 1982 sein nat\u00fcrliches Gegenst\u00fcck – in Sibirien entdeckt und als Tausonit bezeichnet – von der IMA anerkannt wurde.  Tausonit bleibt ein \u00e4u\u00dferst seltenes Mineral in der Natur und kommt als sehr kleine Kristalle vor.  Seine wichtigste Anwendung war seine synthetisierte Form, bei der es gelegentlich als Diamantsimulans, in der Pr\u00e4zisionsoptik, in Varistoren und in fortgeschrittenen Keramiken vorkommt.  Der Name tausonite wurde zu Ehren des russischen Geochemikers Lev Vladimirovich Tauson (1917\u20131989) verliehen.  Nicht mehr verwendete Handelsnamen f\u00fcr das synthetische Produkt umfassen Strontiummesotitanat, Fabulite,[2]Diagem, und Marvelite.  Abgesehen von seiner Typuslokalit\u00e4t des Murun-Massivs in der Republik Sacha findet sich nat\u00fcrlicher Mausonit auch in Cerro Sarambi, Departement Concepci\u00f3n, Paraguay;  und entlang des Kotaki-Flusses von Honsh\u016b, Japan.[3][4]Table of ContentsEigenschaften[edit]Synthese[edit]Verwendung als Diamantsimulans[edit]Verwendung in thermoelektrischen Radioisotopgeneratoren[edit]Verwendung in Festoxidbrennstoffzellen[edit]Siehe auch[edit]Verweise[edit]Externe Links[edit]Eigenschaften[edit]    Atomaufl\u00f6sungsbild von SrTiO3 aufgenommen mit einem Raster-Transmissionselektronenmikroskop (STEM) und einem hochwinkeligen ringf\u00f6rmigen Dunkelfelddetektor (HAADF).  Hellere Atome sind Sr und dunklere sind Ti.  Die O-Atome sind nicht sichtbar.  Struktur von SrTiO3.  Die roten Kugeln sind Sauerstoff, blau sind Ti4+ Kationen, und die gr\u00fcnen sind Sr.2+.SrTiO3 hat eine indirekte Bandl\u00fccke von 3,25 eV und eine direkte L\u00fccke von 3,75 eV [5]  im typischen Bereich der Halbleiter.  Synthetisches Strontiumtitanat hat eine sehr gro\u00dfe Dielektrizit\u00e4tskonstante (300) bei Raumtemperatur und einem niedrigen elektrischen Feld.  Es hat einen spezifischen spezifischen Widerstand von \u00fcber 109 \u03a9-cm f\u00fcr sehr reine Kristalle.[6]  Es wird auch in Hochspannungskondensatoren verwendet.  Die Einf\u00fchrung mobiler Ladungstr\u00e4ger durch Dotierung f\u00fchrt bereits bei sehr geringen Ladungstr\u00e4gerdichten zu einem metallischen Verhalten von Fermi-Fl\u00fcssigkeiten.[7]Bei hohen Elektronendichten wird Strontiumtitanat unterhalb von 0,35 K supraleitend und es wurde als erster Isolator und Oxid als supraleitend entdeckt.[8]Strontiumtitanat ist sowohl viel dichter (spezifisches Gewicht 4,88 f\u00fcr nat\u00fcrliche, 5,13 f\u00fcr synthetische) als auch viel weicher (Mohs-H\u00e4rte 5,5 f\u00fcr synthetische, 6\u20136,5 f\u00fcr nat\u00fcrliche) als Diamant.  Sein Kristallsystem ist kubisch und sein Brechungsindex (2,410 – gemessen mit Natriumlicht, 589,3 nm) ist nahezu identisch mit dem von Diamant (bei 2,417), aber die Dispersion (die optische Eigenschaft, die f\u00fcr die “Feuer” der geschliffenen Edelsteine) von Strontiumtitanat betr\u00e4gt das 4,3-fache von Diamant bei 0,190 (B – G-Intervall).  Dies f\u00fchrt zu einer schockierenden Feueranzeige im Vergleich zu Diamant und Diamantsimulanzien wie YAG, GAG, GGG, Zirkonia und Moissanite.[3][4]  Kunststoffe sind normalerweise transparent und farblos, k\u00f6nnen jedoch mit bestimmten Seltenerd- oder \u00dcbergangsmetallen dotiert werden, um Rot-, Gelb-, Braun- und Blaut\u00f6ne zu erhalten.  Nat\u00fcrlicher Tausonit ist normalerweise durchscheinend bis undurchsichtig, in Rotbraun-, Dunkelrot- oder Graut\u00f6nen.  Beide haben einen adamantinischen (diamantartigen) Glanz.  Strontiumtitanat gilt als extrem spr\u00f6de mit einer Conchoidalfraktur;  nat\u00fcrliches Material ist kubisch oder oktaedrisch und braun gestreift.  Dotierte Kunststoffe weisen durch ein Handspektroskop (Direktsicht) ein reiches Absorptionsspektrum auf, das f\u00fcr dotierte Steine \u200b\u200btypisch ist.  Synthetisches Material hat einen Schmelzpunkt von ca.  2080 \u00b0 C (3776 \u00b0 F) und wird leicht von Flusss\u00e4ure angegriffen.[3][4]  Unter extrem niedrigem Sauerstoffpartialdruck zersetzt sich Strontiumtitanat durch inkongruente Sublimation von Strontium weit unterhalb der Schmelztemperatur.[9]Bei Temperaturen unter 105 K wandelt sich seine kubische Struktur in tetragonal um.[10]    Seine Einkristalle k\u00f6nnen als optische Fenster und hochwertige Sputter-Abscheidungsziele verwendet werden.  Strontiumtitanat-Einkristallsubstrate (5 x 5 x 0,5 mm).  Das transparente Substrat (links) ist reines SrTiO3 und das schwarze Substrat ist mit 0,5 Gew .-% Niob dotiertSrTiO3 ist ein ausgezeichnetes Substrat f\u00fcr das epitaktische Wachstum von Hochtemperatursupraleitern und vielen d\u00fcnnen Filmen auf Oxidbasis.  Es ist besonders bekannt als Substrat f\u00fcr das Wachstum der Lanthanaluminat-Strontiumtitanat-Grenzfl\u00e4che.  Das Dotieren von Strontiumtitanat mit Niob macht es elektrisch leitend und ist eines der wenigen leitf\u00e4higen kommerziell erh\u00e4ltlichen Einkristallsubstrate f\u00fcr das Wachstum von Perowskitoxiden.  Aufgrund seines Volumengitterparameters von 3,905 \u00c5 eignet es sich als Substrat f\u00fcr das Wachstum vieler anderer Oxide, einschlie\u00dflich der Seltenerd-Manganite, Titanate und Lanthanaluminat (LaAlO)3), Strontiumruthenat (SrRuO3) und viele andere.  Sauerstoffleerstellen sind in SrTiO ziemlich h\u00e4ufig3 Kristalle und d\u00fcnne Filme.  Sauerstoffleerstellen induzieren freie Elektronen im Leitungsband des Materials, wodurch es leitf\u00e4higer und undurchsichtiger wird.  Diese Leerstellen k\u00f6nnen durch Exposition gegen\u00fcber reduzierenden Bedingungen wie Hochvakuum bei erh\u00f6hten Temperaturen verursacht werden.Hochwertiges epitaktisches SrTiO3 Schichten k\u00f6nnen auch auf Silizium gez\u00fcchtet werden, ohne Siliziumdioxid zu bilden, wodurch SrTiO hergestellt wird3 ein alternatives dielektrisches Gate-Material.  Dies erm\u00f6glicht auch die Integration anderer D\u00fcnnschicht-Perowskitoxide auf Silizium.[11]SrTiO3 Es wurde gezeigt, dass es eine anhaltende Photoleitf\u00e4higkeit besitzt, bei der das Belichten des Kristalls mit Licht seine elektrische Leitf\u00e4higkeit um \u00fcber 2 Gr\u00f6\u00dfenordnungen erh\u00f6ht.  Nach dem Ausschalten des Lichts bleibt die verbesserte Leitf\u00e4higkeit mehrere Tage lang bestehen, wobei der Abfall vernachl\u00e4ssigbar ist.[12][13]Aufgrund der signifikanten ionischen und elektronischen Leitung von SrTiO3ist es potent, als gemischter Leiter verwendet zu werden.[14]Synthese[edit]  Eine Platte aus synthetischem SrTiO3 KristallSynthetisches Strontiumtitanat war eines von mehreren Titanaten, die in den sp\u00e4ten 1940er und fr\u00fchen 1950er Jahren patentiert wurden.  andere Titanate schlossen Bariumtitanat und Calciumtitanat ein.  Die Forschung wurde haupts\u00e4chlich bei der National Lead Company (sp\u00e4ter in NL Industries umbenannt) in den USA von Leon Merker und Langtry E. Lynd durchgef\u00fchrt.  Merker und Lynd patentierten den Wachstumsprozess erstmals am 10. Februar 1953;  In den n\u00e4chsten vier Jahren wurde eine Reihe von Verfeinerungen patentiert, z. B. Modifikationen des Einsatzpulvers und Zus\u00e4tze von Farbdotiermitteln.Eine Modifikation des grundlegenden Verneuil-Prozesses (auch als Flammenfusion bekannt) ist die bevorzugte Wachstumsmethode.  Es wird ein umgekehrtes Sauerstoff-Wasserstoff-Blasrohr verwendet, wobei das Zufuhrpulver mit Sauerstoff gemischt wird, der in der typischen Weise sorgf\u00e4ltig durch das Blasrohr gef\u00fchrt wird, aber mit der Hinzuf\u00fcgung eines dritten Rohrs, um Sauerstoff zu liefern Trikon Brenner.  Der zus\u00e4tzliche Sauerstoff wird f\u00fcr eine erfolgreiche Bildung von Strontiumtitanat ben\u00f6tigt, das sonst aufgrund der Titankomponente nicht vollst\u00e4ndig oxidieren w\u00fcrde.  Das Verh\u00e4ltnis betr\u00e4gt ca.  1,5 Volumen Wasserstoff f\u00fcr jedes Volumen Sauerstoff.  Das hochgereinigte Futterpulver wird gewonnen, indem zuerst Titanyl-Doppeloxalatsalz (SrTiO (C) hergestellt wird2\u00d64)2 \u2022 2H2O) durch Umsetzung von Strontiumchlorid (SrCl2) und Oxals\u00e4ure ((COOH)2 \u2022 2H2O) mit Titantetrachlorid (TiCl4).  Das Salz wird gewaschen, um Chlorid vollst\u00e4ndig zu entfernen, auf 1000 \u00b0 C erhitzt, um ein frei flie\u00dfendes Granulatpulver mit der erforderlichen Zusammensetzung herzustellen, und dann gemahlen und gesiebt, um sicherzustellen, dass alle Partikel eine Gr\u00f6\u00dfe zwischen 0,2 und 0,5 Mikrometer haben.[15]Das Futterpulver f\u00e4llt durch die Sauerstoffflamme, schmilzt und landet auf einem rotierenden und langsam absteigenden Sockel darunter.  Die H\u00f6he des Sockels wird st\u00e4ndig angepasst, um die Oberseite an der optimalen Position unter der Flamme zu halten, und \u00fcber mehrere Stunden k\u00fchlt das geschmolzene Pulver ab und kristallisiert unter Bildung einer einzelnen Stielbirne oder Boule Kristall.  Diese Kugel ist normalerweise nicht gr\u00f6\u00dfer als 2,5 cm im Durchmesser und 10 cm lang;  Zun\u00e4chst ist es ein undurchsichtiges Schwarz, das in einer oxidierenden Atmosph\u00e4re weiter gegl\u00fcht werden muss, um den Kristall farblos zu machen und Spannungen abzubauen.  Dies erfolgt 12 Stunden bei \u00fcber 1000 \u00b0 C.[15]D\u00fcnne Filme von SrTiO3 kann durch verschiedene Verfahren epitaktisch gez\u00fcchtet werden, einschlie\u00dflich gepulster Laserabscheidung, Molekularstrahlepitaxie, HF-Sputtern und Atomlagenabscheidung.  Wie bei den meisten D\u00fcnnfilmen k\u00f6nnen unterschiedliche Wachstumsmethoden zu signifikant unterschiedlichen Defekt- und Verunreinigungsdichten und Kristallqualit\u00e4ten f\u00fchren, was zu einer gro\u00dfen Variation der elektronischen und optischen Eigenschaften f\u00fchrt.Verwendung als Diamantsimulans[edit]Seine kubische Struktur und hohe Dispersion machten synthetisches Strontiumtitanat einst zu einem Hauptkandidaten f\u00fcr die Simulation von Diamant.  Anfang c.  1955 wurden zu diesem alleinigen Zweck gro\u00dfe Mengen Strontiumtitanat hergestellt.  Strontiumtitanat stand im Wettbewerb mit synthetischem Rutil (“Titandioxid”) zu der Zeit und hatte den Vorteil, dass dem ungl\u00fccklichen Material der ungl\u00fcckliche Gelbstich und die starke Doppelbrechung fehlten.  W\u00e4hrend es weicher war, war es dem Diamanten in seiner \u00c4hnlichkeit deutlich n\u00e4her.  Letztendlich w\u00fcrden jedoch beide nicht mehr genutzt werden und durch die Schaffung von in den Schatten gestellt werden “besser” Simulanzien: zuerst mit Yttriumaluminiumgranat (YAG) und kurz darauf mit Gadoliniumgalliumgranat (GGG);  und schlie\u00dflich durch das (bis heute) ultimative Simulans in Bezug auf Diamant\u00e4hnlichkeit und Kosteneffizienz, Zirkonia.[16]Obwohl Strontiumtitanat veraltet ist, wird es immer noch hergestellt und tritt regelm\u00e4\u00dfig in Schmuck auf.  Es ist eines der teuersten Diamantsimulanzien und kann aufgrund seiner Seltenheit Sammler eine Pr\u00e4mie f\u00fcr gro\u00dfe Proben mit einem Durchmesser von> 2 Karat (400 mg) zahlen.  Als Diamantsimulans t\u00e4uscht Strontiumtitanat am meisten, wenn es mit Mel\u00e9e, dh "},{"@context":"http:\/\/schema.org\/","@type":"BreadcrumbList","itemListElement":[{"@type":"ListItem","position":1,"item":{"@id":"https:\/\/wiki.edu.vn\/wiki7\/#breadcrumbitem","name":"Enzyklop\u00e4die"}},{"@type":"ListItem","position":2,"item":{"@id":"https:\/\/wiki.edu.vn\/wiki7\/2020\/11\/30\/strontiumtitanat-wikipedia\/#breadcrumbitem","name":"Strontiumtitanat – Wikipedia"}}]}]