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Saskia Stella Gottlieb-Schönmeyer

• Im Zentrum dieser Arbeit stehen die Überstrukturphasen des Yb-Cu-Systems. Als Ausgangspunkt für die Kristallzüchtung wird die kongruent schmelzende Verbindung YbCu4:5 gewählt. Um einen genauen Einblick in das Erstarrungsverhalten dieser Phase zu erhalten, werden zunächst im Bereich zwischen 17.3 und 22.4 at-% Yb eine Reihe von DSC-Messungen durchgeführt. Die Ergebnisse lassen sich nur bedingt mit den in der Literatur veröffentlichten Phasendiagrammen (Moffat [Mo92] bzw. Massalski [Ma90] und Giovannini et al. [Gi08]) vereinbaren. Zwar kann eine kongruent schmelzende Phase der Zusammensetzung YbCu4:5 nachgewiesen werden, die Messungen deuten aber die Existenz zusätzlicher Verbindungen an, die allerdings mit Hilfe der EDX-Analyse nicht weiter spezifiziert werden können. Um diese Phasen genauer zu analysieren, werden Einkristallzüchtungsversuche nach der Bridgman-Methode im Bereich zwischen 19 und 19.2 at-% Yb durchgeführt und mittels Einkristallbeugungsmethoden (SC-XRD und SAED) charakterisiert. Auf diese Weise können neben YbCu4:5 die bisher noch unbekannten berstrukturphasen YbCu4:4 und YbCu4:25 nachgewiesen werden, deren Schmelztemperaturen mittels DSC-Untersuchungen zu 934(2)°C und 931(3)°C bestimmt werden. Die Entdeckung der beiden Verbindungen bestätigt die von Cerný et al. [Ce03] bisher nur theoretisch vorhergesagte Existenz der Überstrukturphasen SECux (x=4.4 und 4.25) für das Yb-Cu-System. Mit Hilfe von Polarisations- und Rasterelektronenmikroskopie und unter Anwendung der Laue-Methode wird das Wachstumsverhalten dieser Überstrukturphasen analysiert. Man beobachtet ein Schichtwachstum, wobei sich die Schichten parallel zur a- und b-Richtung ausbilden und in c-Richtung gestapelt vorliegen. Da eine zuverlässige Unterscheidung der YbCux-Verbindungen nur mit Hilfe von Einkristallbeugungsmethoden gelingt, wird im Rahmen dieser Arbeit untersucht, inwiefern eine Charakterisierung mittels Pulverdiffraktometrie möglich ist. Die Messungen mit Synchrotronstrahlung am ESRF in Grenoble erlauben eine eindeutige Unterscheidung der Überstrukturphasen allerdings nicht. Die Analyse des an das Überstrukturgebiet angrenzenden Zusammensetzungsbereichs von 12.5 bis 17.24 at-% Yb bestätigt die Existenz der Verbindung YbCu6:5, eine kupferärmere Phase der Zusammensetzung YbCu5 kann in den DSC-Experimenten nicht nachgewiesen werden. Die Messungen belegen die Existenz einer Phasenbreite von YbCu6:0+x mit 0 <= x <= 0:5 ist, was im Gegensatz zu dem von Giovannini et al. [Gi08] publizierten Phasendiagramm steht. SC-XRD-Aufnahmen an nach der Bridgman-Methode gezüchteten Einkristallen der Zusammensetzung YbCu6:31(9) untermauern das von Hornstra und Buschow [Ho72] gefundene Strukturmodell. Die Verschiebungen der Atompositionen bedingt durch den im Gegensatz zur YbCu5-Verbindung erhöhten Kupferanteil werden mit Hilfe der gemessenen und berechneten Paarverteilungsfunktion nachvollzogen. Phasendiagrammuntersuchungen und Einkristallzüchtungsergebnisse für weitere SE-Cu-Systeme (SE =Ho, Gd) bestätigen die Existenz der Verbindung HoCu4:5 und erhärten den Verdacht sowohl in diesem als auch in den anderen Systemen noch weitere Überstrukturphasen finden zu können.