Chemischer Transport

Chemische Transportreaktionen sind eine effektive Methode zur Synthese und Kristallisation einer großen Vielfalt anorganischer Verbindungen.
Insbesondere für Verbindungen, die sich beim Schmelzvorgang zersetzen, Phasentransformationen durchlaufen oder bei der Schmelztemperatur hohe Zersetzungsdrücke aufweisen, ist der Chemische Transport eine Alternative zur Kristallzüchtung aus der Schmelze. Beim Chemischen Transport reagiert ein fester Stoff mit einem gasförmigen Transportmittel in einer heterogenen Gleichgewichtsreaktion bei der Gasspezies gebildet werden. Die Triebkraft für den Stofftransport zwischen Auflösungs- und Abscheidungsseite ist ein Potenzialgradient, der in der Regel durch Temperaturunterschiede erreicht wird. Nach dem Stofftransport erfolgt die Rückreaktion unter Abscheidung eines Feststoffes aus der Gasphase. Bislang bekannt sind Chemische Transportreaktionen von Elementen, Halogeniden, Oxiden, Oxidhalogeniden, Sulfaten, Phosphaten, Chalkogeniden, Pnictiden, Boriden und intermetallischen Verbindungen. Da Chemische Transportreaktionen mittels thermodynamischer Gesetzmäßigkeiten beschreibbar sind, ist es möglich, optimale Transportmittel und Reaktionsbedingungen sowie die transportierten Stoffmengen zu prognostizieren. Dazu ist die Kenntnis der kondensierten Phasen sowie die der gebildeten Gasspezies und ihrer thermodynamischen Daten (Standardbildungsenthalpie, Standardentropie, Wärmekapazität) notwendig.

Am MPI CPfS lag in den letzten Jahren der Fokus auf der Kristallzüchtung bzw. der Untersuchung des Transportverhaltens von
-Seltenerdmetallverbindungen mit komplexen Anionen:
SEVO₄, SEPO₄, SEAsO₄, SESbO₄
-Pnictid-Chalkogenide von Elementen der Gruppe 4:
Zr/As/Se, Zr/As/Te, Zr/P/S, Hf/As/Se
-Intermetallischen Verbindungen:
FeGe, PdGa, Pd₂Ga, FeSn₂
-Kupfer(II)-oxoverbindungen:
CuSb₂O₆, CuSe₂O₅, CuTe₂O₅

Literatur

• Harald Schäfer, Chemische Transportreaktionen, Verlag Chemie, Weinheim 1962
  
  
• Michael Binnewies, Robert Glaum, Marcus Schmidt, Peer Schmidt,
  Chemische Transportreaktionen, Walter de Gruyter, Berlin 2011