Strontiumtitanat

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Kristallstruktur
Struktur von Strontiumtitanat
__ Sr2+     __ Ti4+      __ O2−
Allgemeines
Name Strontiumtitanat
Verhältnisformel SrTiO3
CAS-Nummer 12060-59-2
PubChem 82899
Kurzbeschreibung

farbloses kristallines Pulver[1]

Eigenschaften
Molare Masse 183,49 g·mol−1
Aggregatzustand

fest

Dichte

5,11 g·cm−3[2]

Schmelzpunkt

2080 °C[1]

Löslichkeit

unlöslich in Wasser[3]

Brechungsindex

2,394 bei 620 nm[4]

Sicherheitshinweise
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung [1]
keine GHS-Piktogramme
H- und P-Sätze H: keine H-Sätze
P: keine P-Sätze [1]
Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen. Brechungsindex: Na-D-Linie, 20 °C

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Strontiumtitanat ist eine chemische Verbindung des Strontiums aus der Gruppe der Titanate.

Vorkommen[Bearbeiten]

Strontiumtitanat kommt natürlich in Form des sehr seltenen und erst 1982 entdeckten Minerals Tausonit (nach dem russischen Geologen Lev Vladimirovich Tauson) vor.[5]

Gewinnung und Darstellung[Bearbeiten]

Strontiumtitanat wird mit Hilfe eines Verneuil-Verfahrens aus Strontiumcarbonat und Titandioxid gewonnen.[2]

Eigenschaften[Bearbeiten]

Strontiumtitanat besitzt eine kubische Elementarzelle des Perowskit-Typs mit der Raumgruppe Pm\bar{3}m. Im Zentrum der Elementarzelle befindet sich das Ti4+-Kation, auf den Flächenzentren befinden sich die O2−-Anionen und auf den Eckplätzen die Sr2+-Kationen. Bis zu einer Temperatur von 105 K besitzt es eine tetragonale Kristallstruktur mit der Raumgruppe I4/mcm. Darüber tritt ein antiferrodistortiver Übergang zur Perowskitstruktur auf.[2] Strontiumtitanat besitzt ungewöhnliche physikalische Eigenschaften. So ist es die einzige bekannte Verbindung, die bei tiefen Temperaturen (minus 195 bis 770 Grad Celsius) duktil, bei zunehmender Hitze (770 bis 1230 Grad Celsius) spröde und bei sehr hohen Temperaturen (1230 bis 1530 Grad Celsius) wieder duktil ist.[6]

Strontiumtitanat-Einkristalle zeigen persistente Photoleitung bei Raumtemperatur. Nach Belichtung erhöht sich die freie Elektronen-Konzentration um zwei Größenordnungen und bleibt über Tage erhöht.[7]

Verwendung[Bearbeiten]

Strontiumtitanat wird aufgrund seines hohen Brechungsindex für optische Bauelemente und als Fenster im Infrarot-Bereich verwendet.[2] In sowjetischen Radionuklidbatterien wurde Strontiumtitanat mit dem Strontiumisotop 90Sr für terrestrische Zwecke verwendet.[8]

An atomaren Gitterfehlern hat Strontiumtitanat die Eigenschaft eines Halbleiters und wird in der Forschung als Memristor erprobt.[9]

Weblinks[Bearbeiten]

Einzelnachweise[Bearbeiten]

  1. a b c d e Datenblatt Strontiumtitanat bei Sigma-Aldrich, abgerufen am 12. Oktober 2010 (PDF).
  2. a b c d Untersuchungen von Störstellen in Strontiumtitanat mit den Methoden der optischen Absorption, Lumineszenz und SHG (PDF; 2,7 MB)
  3. Strontium-and-Strontium-Compounds
  4. Optical Properties of Zinc Oxide and Strontium Titanate Thin Films (PDF; 6,9 MB)
  5. Webmineral: Tausonite
  6. Welt der Physik: Von spröde keine Rede
  7. Marianne C. Tarun, Farida A. Selim, Matthew D. McCluskey: Persistent Photoconductivity in Strontium Titanate. In: Physical Review Letters. 111, 2013, S. , doi:10.1103/PhysRevLett.111.187403.
  8. Bellona: Radioisotope Thermoelectric Generators
  9. techtransfer.ima.kit.edu: Bewegliche Leerstellen