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Diese Arbeit beschäftigt sich mit der Pulversynthese und der Kristallzüchtung von Pyrochlor-Vanadat-Verbindungen A2V2O7 (A = Y, Er und Dy) unter Verwendung hoher Drücke und Temperaturen. Nach einer allgemeinen Einführung zum Thema Druck als thermodynamische Größe, werden die Interessanten physikalischen Eigenschaften der erwähnten Verbindungen berichtet. (Kapitel 1) Pyrochlor-Oxide (chemische Formel A2B2O7) kristallisieren in kubischer Kristallstruktur (Raumgruppe F d 3 m), wobei A und B Metalle sind. Die Pyrochlor-Struktur ist aufgebaut aus den Koordinationspolyedern AO8 und BO6, die in den meisten Fällen verzerrt sind. Die Pyrochlor Struktur existiert für drei Varianten, wenn Kationen mit verschiedenen Valenz-Zuständen kombiniert werden, d.h., A3+B4+, A2+B5+ und Kombinationen der gemischten Valenz-Zustände. Durch die Flexibilität der Pyrochlor-Struktur sind interessante physikalische Eigenschaften beobachtet worden. (Kapitel 5) Speziell in der Festkörperphysik sind die Pyrochlor-Oxide interessant wegen der Wechselwirkungen der magnetischen Ionen (A und/oder B) in der Kristallstruktur. Im Allgemeinen ist bekannt, dass Pyrochlore zusätzlich zum Kristallgitter eine magnetische Untergitter-Struktur aufweisen (die sogenannten Pyrochlor-Gitter), die durch geometrische und topologische Bedingungen zur Frustration führen können. Frustration charakterisiert ein System, wenn dessen konkurrierende Wechselwirkungen in einem möglichen Grundzustand nicht befriedigt werden können. Besonders interessant sind dabei Materialien, die keine langreichweitige magnetische Ordnung besitzen und selbst bei niedrigsten Temperaturen einen exotischen Grundzustand bilden wie z.B., Spinglas, Spinflüssigkeit, Spineis und Spin-1/2-Materialien. Auch die Orbitalen Freiheitsgrade (d.h. Ausrichtung und Besetzung von 3d-Wellenfunktionen) können zur Frustration führen. (Kapitel 1) ...
Clathrates are candidate materials for thermoelectric applications because of a number of unique properties. The clathrate I phases in the Ba-Ni-Ge ternary system allow controlled variation of the charge carrier concentration by adjusting the Ni content. Depending on the Ni content, the physical properties vary from metal-like to insulator-like and show a transition from p-type to n-type conduction. Here we present first results on the characterization of millimeter-sized single crystals grown by the Bridgman technique. Single crystals with a composition of Ba8Ni3.5Ge42.1h0.4 show metallic behavior (dp/dT > 0) albeit with high resistivity at room temperature [p (300 K) = 1 mOhm cm]. The charge carrier concentration at 300 K, as determined from Hall-effect measurements, is 2.3 e-/unit cell. The dimensionless thermoelectric figure of merit estimated at 680 K is ZT ~ 0.2. Keywords Clathrates - thermoelectric material - intermetallic compound - nickel