Die Käfigverbindungen Ge₃₈A₈X₈mit A = P, As. Sb und X = Cl, Br, J

Abstract

Die Verbindungen Ge38A8X8warden in kristalliner Form aus den Elementen bzw. geeigneten Halogeniden synthetisiert (Quarzampullen; Temperaturgefälle). Es handelt sich um silberglänzende, spröde Stoffe, die chemisch sehr wiederstandsfähig sind. Sie zerfallen bei Temperaturen von 600–700°C in die Elemente, Halogenide und weitere. bisher unbekannte Stoffe. Nach Röntgenstrukturanalysen Kristallisieren die Verbindungen kubisch in P43n mit einer den Gashydraten analogen Struktur, in dieser bilden die 38 Ge‐ und 8 A‐Atome ein 3‐dimensionales E46‐Gerüst tetraedrisch gebundener Atome in dessen großen Käfigen die 8 X‐Atome liegen. Die Formulierung Ge38A 8+X 8− wird diesem Aufbau gerecht. Die Gitterparameter und Atomabstände zeigen systematische Abhängigkeiten von den aufbauenden Elementen. Messungen der spezifischen Leitfähigkeiten beweisen die Halbleitereigenschaften. Mischkristalle durch Halogenaustausch bzw. durch Ersatz von Ge durch (III, V)‐ Phasen wurden dargestellt.

Universal Relation between Guest Free Space and Lattice Thermal Conductivity Reduction by Anharmonic Rattling in Type-I Clathrates

“…The cage atoms are mostly from group 14 elements (Si, Ge, Sn) and/or group 13 (Al, Ga, In), but also transition metals and group 15 elements. On the other hand, the guest atoms are alkali metals (Na, K, Rb, Cs), [1][2][3][4] alkaline-earth or divalent rare-earth metals (Sr, Ba, Eu), [5][6][7][8][9] and halogens (Cl, Br, I) 10,11 which are loosely bound to the cage. Most of the compounds follow the Zintl rule, where the cage atoms are partially substituted by acceptor atoms for charge compensation between guest and cage.…”

Gallium Antimonide-Doped Germanium Clathrate—A p-Type Thermoelectric Cage Structure

“…In most compounds such as Ba Ga Si and K Al Ge , the group 13 elements are found predominantly in the 6c site (6,12). However, in Menke and von Schnering's work on inverse clathrates (including single-crystal data on Ge P Br and Ge P I ), they found the group 15 elements preferred to occupy the 8e sites in the P4-3n structures, equivalent to the 16i sites in the Pm-3n space group (13). This is in agreement with our "ndings, and could indicate an organization of framework sites by electronegativity, with the more electropositive group 13 elements preferring the 6c sites, and the more electron-rich group 15 elements occupying the 16i and 24k sites.…”

I8Sb10Ge36

“…Pour autres composé s type clathrate du germanium, voir Ayouz (2009) ;Latturner et al (2000); Nesper et al (1986). Les clathrates semiconducteurs de formulation X 8 Ge 38 A 8 (X: Cl, Br, I; A: P, As, Sb) (Menke & von Schnering, 1973;von Schnering & Menke, 1976) constituent les premiers clathrates à sous réseau hôte anionique et à réseau d'accueil mixte et cationique. Les structures de ces clathrates ont été déterminées par isotypie aux hydrates de gaz correspondants (Pauling & Marsh, 1952).…”