News: Hart wie Diamant?
San-Miguel und seine Kollegen baabsichtigten Siliciumclathrate als Modell für Kohlenstoffclathrate zu nutzen. Gleichzeitig wollten sie die Eigenschaften dieser Siliciumverbindung, die eine sehr geeringe Dichte besitzt, erkunden, um mehr über dieses wichtige Element zu erfahren. San Miguel hofft, das Material könnte auch als neuer Halbleiter für elektronische Geräte dienen, da es dafür sehr günstige Eigenschaften besitzt.
Die Wissenschaftler füllten Pulver von Siliciumclathrat in eine Diamanthochdruckzelle (Diamond-anvil cell) und setzten es Röntgenstrahlung des LURE Synchrotrons in Orsay, Frankreich, aus. Bei Drücken bis zu 15 GPa erzeugten sie Beugungsmuster der Röntgenstrahlen, aus denen sie Schlüsse auf die Kristallstruktur ziehen konnten. Trotz der geringen Dichte und der extrem offenen Atomstrukur – es existieren große Lücken innerhalb jedes sphärischen Käfigs – blieb das Siliciumclathrat stabil und wandelte sich auch unter Druck nicht in die raumfüllendere Variante der Diamantstruktur um. Statt dessen konvertierte es in die Hochdruck-Form des Siliciums, in die auch Diamantstrukturen bei etwa demselben Druck von etwa 11 GPa übergehen. Der Kompressionsmodul (bulk modulus), eine Messgröße der Volumensänderung, die zur Härte in Beziehung steht, ist nur etwa acht Prozent geringer als beim Diamanten (Physical Review Letters vom 20. Dezember 1999, Abstract).
San-Miguel und seine Mitarbeiter gehen davon aus, daß, wenn Kohlenstoffclathrate produziert werden könnten, ihr Kompressionsmodul nur von Diamanten übertroffen würde. In der Kombination mit anderen Atomen, durch welche die Strukturlücken aufgefüllt werden, könnten sie sogar härter sein. Auch Jean Louis Hodeau vom French National Center for Scientific Research (CNRS) in Grenoble glaubt an diese Eigenschaften von Kohlenstoffclathraten und ist optimistisch, daß eine Produktion gelingen könnte. Er selbst geht dabei von seinen Forschungen über kovalent gebundene Kohlenstoff-Fullerene aus.
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