► Forschungsinteressen

Wir untersuchung die Bindungssituation und das Verständnis des Elektronenübertrags in elektronenarmen ternären Alkali-, Erdalkali-, sowie Europium- und Ytterbium-haltigen (M) intermetallischen Aluminiumverbindungen der allgemeinen Zusammensetzung M_xT_yAl_z. Dies erfolgt mittels theoretischer Rechnungen sowie komplementärer spektroskopischer Untersuchungen. Die Synthese und strukturelle Charakterisierung sowie die NMR-spektroskopischen Untersuchungen finden dabei in der Gruppe Janka statt, die Untersuchungen der physikalischen Eigenschaften (Magnetismus, elektrische Leitfähigkeit, spezifische Wärme) sowie ¹⁵¹Eu Mößbauer-spektroskopische Untersuchungen finden in Kooperation mit der Gruppe Pöttgen in Münster statt.

Ausgewählte Publikationen zu diesem Projekt:

P. C. Müller, L. S. Reitz, S. Engel, R. Dronskowski, O. Janka:
Differences and similarities in the chemical bonding of intermetallic phases in the Ca–Al–Pt system
Chem. Sci. 2025, 16, 17900-17910.
[DOI: 10.1039/D5SC02993G]

L. Schumacher, J. A. Baldauf, S. Engel, R. Pöttgen, O. Janka:
Pressure Dependence of the Second-Order Valence Phase Transition in Eu₂Al₁₅Pt₆ and the Solid Solutions Eu₂Al₁₅(Pt_5/6T_1/6)₆ (T = Pd, Ir, Au)
Chem. Mater. 2025, 37, 10030–10035.
[DOI: 10.1021/acs.chemmater.5c02813]

S. Engel, L. Schumacher, O. Janka:
Modifying the valence phase transition in Eu₂Al₁₅Pt₆ via the solid solutions Eu₂Al₁₅(Pt_1–xT_x)₆ (T = Pd, Ir, Au; x = 1)
Z. Naturforsch. B 2024, 79b, 21-27.
[DOI: 10.1515/znb-2023-0072]

DFG-Projekt: "Studien zur Bindungssituation und zum Elektronenübertrag in elektronenarmen intermetallischen Verbindungen"
https://gepris.dfg.de/gepris/projekt/441210509

In diesem Projekt beschäftigt sich die Gruppe Janka mit der Oxidation intermetallischer Aluminiumverbindungen. Das Ziel ist hierbei die Synthese bekannter und neuer Oxide, Sulfide, Selenide und Telluride. Hierfür werden zunächst literaturbekannte intermetallische Aluminiumverbindungen dargestellt. Die Synthese erfolgt in der Regel aus den Elementen mittels Lichtbogenschmelzen oder in Refraktärmetallampullen. Die erhaltenen Vorläuferverbindungen werden anschließend mittels Pulverdiffraktometrie und, falls noch nicht erfolgt, mittels ²⁷Al Festkörper-NMR-Spektroskopie charakterisiert. Die Oxidation erfolgt in einem zweiten Schritt in einem Strömungsofen, welcher mit Sauerstoff, feuchtem Argon oder Ozon begast werden kann. Im Falle von Oxidationen mit den schwereren Homologen Schwefel, Selen oder Tellur kann in abgeschmolzenen Kieselglasampullen gearbeitet werden. Nach der erfolgreichen Darstellung der Chalkogenide sollen diese auch mittels Beugungs- und verschiedener Spektroskopie-Methoden (NMR, IR, Raman, etc.) untersucht werden. Hierbei wird zwischen Verbindungen unterschieden, die in ihrer oxidierten Form definierte Oxidationsstufen besitzen und solchen, bei denen eines der Metalle mehrere Oxidationsstufen aufweisen kann. Während die Reaktionen im ersten Fall klar ablaufen sollten, wird im zweiten Teil auf die Darstellung einer bestimmten Oxidationsstufe abgezielt. Als Beispiel sei die Oxidation von EuAl₂ mit Sauerstoff genannt. Hier kann es zur Bildung von zwei- und dreiwertigem Europium kommen. Wird die Verbindung im Überschuss von Sauerstoff oxidiert, findet man ausschließlich Eu³⁺, während mit stöchiometrischen Mengen O₂ zweiwertiges Europium erhalten werden kann. Ein weiterer Aspekt stellt die Erforschung der entsprechenden Reaktionsmechanismen dar. Im Fall der Oxidation von CaAl₂ konnte gezeigt werden, dass sich nicht wie erwartet direkt CaAl₂O₄ bildet, sondern ein Calcium-reicheres Oxid (Ca₁₂Al₁₄O₃₃). Neben der Untersuchung der Reaktionsmechanismen soll auch die mechanochemische Behandlung der Startmaterialien sowie die daraus folgende Veränderung des Reaktionsmechanismus studiert werden.

Ausgewählte Veröffentlichungen zu diesem Projekt:

E. C. J. Gießelmann, S. Engel, S. Pohl, M. Briesenick, L. P. Rüthing, C. Kloos, A. Koldemir, L. Schumacher, J. Wiethölter, J. Schmedt auf der Günne, G. Kickelbick, O. Janka:
Rapid synthesis of a green emitting phosphor by sulfidation of intermetallic EuAl₂ and its use in a hybrid material
Chem. Mater. 2025, 37, 97-108. [DOI: 10.1021/acs.chemmater.4c02093]

E. C. J. Gießelmann, G. Kickelbick, O. Janka:
Changing the reaction pathway of the CaAl₂ oxidation using ball milling
Dalton Trans. 2025, 54, 1173-1181.
[DOI: 10.1039/D4DT02459A]

E. C. J. Gießelmann, S. Engel, J. G. Volpini, H. Huppertz, G. Kickelbick, O. Janka:
Mechanistic Studies on the Formation of Ternary Oxides by Thermal Oxidation of the Cubic Laves Phase CaAl₂
Inorg. Chem. Front.  2024, 11, 286-297.
[DOI: 10.1039/d3qi01604h]

DFG-Projekt: "Oxidation intermetallischer Aluminiumverbindungen zur Darstellung (neuer) Chalkogenide"
https://gepris.dfg.de/gepris/projekt/577884074