Electric field gradients at¹¹¹In/¹¹¹Cd probe atoms on A-sites in 211-MAX phases

Abstract

The method of perturbed angular correlation (PAC) was applied to selected MAX phases with 211 stoichiometry. Radioactive (111)In ions were implanted in order to measure the electric field gradients (EFG) in the key compounds Ti(2)InC and Zr(2)InC to determine the strength and symmetry of the EFG at the In-site. Further PAC studies in the In-free MAX phases Ti(2)AlN, Nb(2)AlC, Nb(2)AsC and Cr(2)GeC were performed to confirm that the In probes occupy the A-site as well. The strength of the EFG, with a quadrupole coupling constant ν(Q) between 250 and 300 MHz in these phases, is quite similar to the ones found in Ti(2)InC with ν(Q) = 292(1) MHz and in Zr(2)InC with ν(Q) = 344(1) MHz, respectively. Different annealing behavior was observed whereas in all cases a linear decrease of ν(Q) with increasing measuring temperatures was found. The experimental results are also in excellent agreement with those predicted by ab initio calculations using the APW+lo method implemented in the WIEN2k code. This study shows in an exceptional manner that (111)In → (111)Cd atoms are suitable probes to investigate the local surrounding at the A-site in 211-MAX phases.

TDPAC and first-principles study of electronic and structural properties of a Pd-vacancy complex in undoped germanium

“…Pd and Rh) were analysed to investigate the effects of the relaxation on the lattice-site locations of the impurities, which could have affected the defect complex configuration. Table 1 Consequently, the six NN atoms contracted towards the impurity-vacancy complex; the relaxations are given in Therefore, as a result of the higher spread of the Rh 4d sub-states, they participate more in the hybridization than the Pd but the Pd 4d sub-states are buried deeper in the valence band and stronger bond than that of the Rh [44,45]. This was also observed in Si.…”

Elektrische Quadrupolwechselwirkung in defektreichen und deformierten MAX-Phasen

“…Angesichts der kurzreichweitigen, aber höchst sensitiven elektrischen Quadrupolwechselwirkung werden dabei vollständig neue Einblicke in die Natur der MAX-Phasen erwartet, die aufgrund des hohen Durchdringungsvermögens der verwendeten γ-Strahlung auch temperaturabhängig oder unter dem Einfluss einer äußeren Spannung gewonnen werden können. Durch eine systematische Untersuchung mehrerer MAX-Phasen konnte in Kombination mit DFT-Rechnungen bereits gezeigt werden, dass die PAC-Sonde 111 In/ 111 Cd auf besondere Weise geeignet ist, eine Vielzahl unterschiedlicher MAX-Phasen gleichermaßen im Hinblick auf den Feldgradienten am A-Platz zu charakterisieren [44][45][46][47].…”

“…Zwischen den M-und den X-Elementen bilden sich starke kovalente Bindungen aus, die durch die M-d-und X-p-Orbitale gebildet werden [42,46]. Die Bindungen zwischen a Alle hier untersuchten MAX-Phasen weisen einen Index n = 1 auf, womit keine Polymorphie auftritt.…”

“…M-und A-Elementen sind deutlich schwächer, werden aber analog aus den M-d-und Ap-Orbitalen gebildet. X-und A-Element bilden keinerlei Bindung aus [42,46]. Alle MAX-Phasen sind aufgrund der endlichen elektronischen Zustandsdichte an der Fermienergie elektrisch und thermisch leitfähig, zum Teil sogar leitfähiger als ihre Pendants der Metallcarbide bzw.…”

“…Teile der experimentellen und theoretischen Grundlagen, die es in dieser Arbeit ermöglichen Unordnung und Deformation in MAX-Phasen mit Hilfe des elektrischen Feldgradienten zu untersuchen, wurden von Jürgens et al [44][45][46][47] ab dem Jahre 2007 durch systematische Messungen mit der gestörten γ-γ-Winkelkorrelation (siehe Kapitel 3. gen im Rahmen der Dichtefunktionaltheorie (siehe Kapitel 2.3) erarbeitet.…”