Jahresbericht der Universitätsbibliothek Chemnitz - Berichtsjahr 2002 / Annual report of the University Library of Chemnitz in 2002

dreimal im Jahr erscheinende Zeitschrift über aktuelle Themen der TU Chemnitz

Jahresbericht der Universitätsbibliothek Chemnitz - Berichtsjahr 2008 / Annual report of the University Library of Chemnitz in 2008

Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der Synthese, dem Reaktionsverhalten und der Elektrochemie von Bimetallocen- und Metallocen-haltigen Komplexen. Die Eignung von Bis(ethinyl)biferrocen- und Bis(ethinyl)biruthenocen-haltigen Brückenbausteinen, intramolekularen Elektronentransfer zwischen zwei identischen Eisen-, Ruthenium- und Osmium-Halbsandwich-Fragmenten zuzulassen, wurde mittels geeigneter Spektroskopiearten untersucht. Weiterhin wurden zwei verschiedene Übergangsmetallkomplexfragmente über den Bis(ethinyl)biferrocen-Brückenbaustein miteinander verknüpft um neuartige gemischte Übergangsmetallacetylide zu erhalten, an welchen ebenfalls Elektronentransferstudien durchgeführt werden konnten. Zusätzlich waren Biferrocenyl- und Metallocenyl-Phosphane Gegenstand der Untersuchungen. Es erfolgte einerseits die Koordination an PtCl2- und Pt(CCFc)2-Fragmente. Die so erhaltenen neuen heterometallischen Platin(II)-Bisacetylide wurden mittels Cyclovoltammetrie und UV-Vis-NIR-spektroelektrochemischen Methoden untersucht um herauszufinden, in welchem Ausmaß Ladungen delokalisiert vorliegen können. Die Biferrocenyl- und Ruthenocenyl-Phosphane wurden andererseits an PdCl2-Bausteine koordiniert und im Anschluss auf ihre Wirksamkeit als (Prä-)Katalysatoren in Palladium-vermittelten Heck- und Suzuki-C-C-Kupplungsreaktionen getestet.

Der Einfluss der d-Zustände der Übergangsmetalle auf die Strukturbildung in amorphen Legierungen ist bisher nur unzureichend verstanden. Die vorliegende Arbeit hat zum Ziel, zusätzliche Beiträge zum Verständnis am Beispiel binärer amorpher Aluminiumlegierungen mit Übergangsmetallen zu erarbeiten. Speziell standen dabei Legierungen mit einer Untergruppe der Übergangsmetalle, den Metallen der Seltenen Erden, im Vordergrund. Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurden Schichten von Al-Ce im Bereich von 15at%Ce-80at%Ce durch sequentielle Flash-Verdampfung bei 4,2K im Hochvakuum hergestellt und durch Messungen des elektrischen Widerstands und des Hall-Effekts elektronisch, sowie durch Transmissionselektronenbeugung strukturell charakterisiert. Ergänzend wurden Untersuchungen der Plasmaresonanz mittels Elektronenenergieverlustspektroskopie durchgeführt. Im Bereich 25at%Ce-60at%Ce entstanden homogen amorphe Proben. Besonders die Strukturuntersuchungen wurden durch eine Oxidation des Materials erschwert. Der Einfluss der Ce-4f-Elektronen manifestiert sich vor allem im Tieftemperatur- und Magnetowiderstand, die beide vom Kondo-Effekt dominiert werden. Der Hall-Effekt in Al-Ce wird im gesamten untersuchten Temperaturbereich (2K-320K) von anomalen Anteilen dominiert, welche skew-scattering-Effekten, ebenfalls aufgrund der Ce-4f-Elektronen, zugeschrieben werden. Bis hinunter zu 2K trat keine makroskopische magnetische Ordnung auf. Im Bereich 2K-20K wird auf das Vorliegen von Clustern geordneter magnetischer Momente geschlossen. Für T>20K tritt paramagnetisches Verhalten auf. Hinsichtlich der strukturellen und elektronischen Eigenschaften lässt sich a-Al-Ce in eine Gruppe mit a-Al-(Sc,Y,La) einordnen. Im Sinne der Plasmaresonanz ordnet sich a-Al-Ce exzellent in eine von anderen Al-Übergangsmetalllegierungen bekannte Systematik ein. Weiterhin wurde, durch Hinzunahme von Ergebnissen zu binären amorphen Al-Übergangsmetalllegierungen aus der Literatur, gefunden, dass die Strukturbildung in diesen Systemen eng mit einem bekannten, jedoch noch ungeklärtem Strukturbildungseffekt verknüpft ist, der in flüssigen reinen Elementen auftritt. Dieser hat dort zum Ziel, eine Resonanz zwischen der statischen Struktur und dem elektronischen System aufzubauen, die mit einer mittleren Valenz von 1,5 Elektronen pro Atom verknüpft ist. Speziell die Strukturen der untersuchten amorphen Al-Seltenerdlegierungen sind über große Konzentrationsbereiche ebenfalls mit einer mittleren Valenz von 1,5 Elektronen pro Atom korreliert.

In this work, we demonstrate an inimitable liquid crystalline template strategy for the preparation of water dispersible electrically conducting poly(3,4-ethylenedioxythiophene) nanospindles (PEDOTSs). PEDOTSs were formed during the polymerization of the spindle shaped liquid crystalline phase of “EDOT–PDPSA” which was formed by the specific interactions of 3,4-ethylenedioxythiophene (EDOT) with 3-pentadecyl phenol-4-sulphonic acid (PDPSA). Liquid crystalline phases were characterized by Polarized Light Microscopic (PLM) analyses, rheology and XRD. Morphology and solid state ordering of conducting nanospindles were characterized by SEM, TEM and XRD. PEDOTSs exhibited an electrical conductivity of ~2.79 S cm⁻¹ and a good thermal stability (~300 °C), which suggests their applicability in fabricating high temperature electronic devices. Furthermore, electrochemical studies of PEDOTS modified glassy carbon electrodes (GCEs) showed an oxidation peak of ascorbic acid at a lower potential of 0.046 V with a peak current about 10 times (91.68 µA) higher than that of the bare GCE with excellent electrode stability, proposing that it can be used as a steady electrode for the electro-catalytic oxidation of similar molecules.

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Graphene-directed two-dimensional (2D) nitrogen-doped porous carbon frameworks (GPF) as the hosts for sulfur were constructed via the ionothermal polymerization of 1,4-dicyanobenzene directed by the polyacrylonitrile functionalized graphene nanosheets. As cathodes for lithium–sulfur (Li–S) batteries, the prepared GPF/sulfur nanocomposites exhibited a high capacity up to 962 mA h g⁻¹ after 120 cycles at 2 A g⁻¹. A high reversible capacity of 591 mA h g⁻¹ was still retained even at an extremely large current density of 20 A g⁻¹. Such impressive electrochemical performance of GPF should benefit from the 2D hierarchical porous architecture with an extremely high specific surface area, which could facilitate the efficient entrapment of sulfur and polysulfides and afford rapid charge transfer, fast electronic conduction as well as intimate contact between active materials and the electrolyte during cycling.

Owing to their versatile orbital character with both local and highly dispersive degrees of freedom, transition metal oxides span the range of ionic, covalent and metallic bonding. They exhibit a vast diversity of electronic phenomena such as high dielectric, piezoelectric, pyroelectric, ferroelectric, magnetic, multiferroic, catalytic, redox, and superconductive properties. The nature of these properties arises from sensitive details in the electronic structure, e.g. orbital mixing and orbital hybridization, due to non-stoichiometry, atomic displacements, broken symmetries etc., and their coupling with external perturbations. In the work presented here, these variations of the electronic structure of crystals due to structural and electronic defects have been investigated, exemplarily for the quasi-binary system SrO - SrTiO3 - TiO2. A number of binary and ternary structures have been studied, both experimentally as well as by means of electronic modeling. The applied methods comprise Resonant X-ray Scattering techniques like Diffraction Anomalous Fine Structure, Anisotropy of Anomalous Scattering and X-ray Absorption Fine Structure, and simultaneously extensive electronic calculations by means of Density Functional Theory and Finite Difference Method Near-Edge Structure to gain a thorough physical understanding of the underlying processes, interactions and dynamics. It is analyzed in detail how compositional variations, e.g. manifesting as oxygen vacancies or ordered stacking faults, alter the short-range order and affect the electronic structure, and how the severe changes in mechanical, optical, electrical as well as electrochemical properties evolve. Various symmetry-property relations have been concluded and interpreted on the basis of these modifications in electronic structure for the orbital structure in rutile TiO2, for distorted TiO6 octahedra and related switching mechanisms of the Ti valence, for elasticity and resistivity in strontium titanate, and for surface relaxations in Ruddlesden-Popper phases. Highlights of the thesis include in particular the methodical development regarding Resonant X-Ray Diffraction, such as the first use of partially forbidden reflections to get the complete phase information not only of the tensorial structure factor but of each individual atomic scattering tensor for a whole spectrum of energies, as well as the determination of orbital degrees of freedom and details of the partial local density of states from these tensors. On the material side, the most prominent results are the identification of the migration-induced field-stabilized polar phase and the exergonic redox behavior in SrTiO3 caused by defect migration and defect separation.

Im Rahmen des Kooperationsprogrammes zur Förderung der grenzüberschreitenden Zusammenarbeit zwischen dem Freistaat Sachsen und der Tschechischen Republik 2014 bis 2020 arbeiteten die Universitätsbibliothek Chemnitz, die Hochschulbibliothek Zittau/Görlitz, die Wissenschaftliche Bezirksbibliothek Liberec, die Universitätsbibliothek in Pilsen und die Universitätsbibliothek in Liberec im Projekt „Lernraum – Bibliothekarische Informationsplattform“ zusammen. Innerhalb des Projektes waren 5 Meilensteine zu erreichen, die von konsortialer Erwerbung von elektronischen Büchern, grenzüberschreitender Fernleihe und technischer Ausstattung der Bibliotheken über Angebote zur Vermittlung von Informationskompetenz bis hin zur Unterstützung der Open-Access-Bewegung reichten. / V rámci kooperačního Programu na podporu přeshraniční spolupráce mezi Českou republikou a Svobodným státem sasko 2014-2020 spolupracovali Univerzitní knihovna Chemnitz, Vysokoškolská knihovna Zittau/Görlitz, Krajská vědecká knihovna v Liberci, Univerzitní knihovna v Plzni a Univerzitní knihovna v Liberci na projektu 'Prostor učení - Knihovnická informační platforma. V rámci projektu bylo stanoveno 5 milníků obsahující konsorciální pořízení elektronických informačních zdrojů, přeshraniční meziknihovní výpůjční službu a technické vybavení knihoven ale i nabídky zprostředkování informačního vzdělávání a podpory hnutí Open Access.