@misc{FroeschkeWolfHantuschetal., author = {Froeschke, Samuel and Wolf, Daniel and Hantusch, Martin and Giebeler, Lars and Wels, Martin and Gr{\"a}ßler, Nico and B{\"u}chner, Bernd and Schmidt, Peer and Hampel, Silke}, title = {Synthesis of micro- and nanosheets of CrCl3-RuCl3 solid solution by chemical vapour transport}, series = {Nanoscale}, volume = {29}, journal = {Nanoscale}, number = {14}, issn = {2040-3372}, doi = {10.1039/D2NR01366E}, pages = {10483 -- 10492}, abstract = {Solid solutions of 2D transition metal trihalides are rapidly growing in interest for the search for new 2D materials with novel properties at nanoscale dimensions. In this regard, we present a synthesis method for the Cr1-xRuxCl3 solid solution and describe the behaviour of the unit cell parameters over the whole composition range, which in general follows Vegard's law in the range of a = 5.958(6)CrCl3 … 5.9731(5)RuCl3 {\AA}, b = 10.3328(20)CrCl3 … 10.34606(21)RuCl3 {\AA}, c = 6.110(5)CrCl3 … 6.0385(5)RuCl3 {\AA} and β = 108.522(15)CrCl3 … 108.8314(14)RuCl3 °. The synthesized solid solution powder was subsequently used to deposit micro- and nanosheets directly on a substrate by applying chemical vapour transport in a temperature gradient of 575 °C → 525 °C for 2 h and 650 °C → 600 °C for 0.5 h as a bottom-up approach without the need for an external transport agent. The observed chromium chloride enrichment of the deposited crystals is predicted by thermodynamic simulation. The results allow for a nanostructure synthesis of this solid solution with a predictable composition down to about 30 nm in height and lateral size of several μm. When applying a quick consecutive delamination step, it is possible to obtain few- and monolayer structures, which could be used for further studies of downscaling effects for the CrCl3-RuCl3 solid solution. X-ray photoelectron spectroscopy, transmission electron microscopy and Raman spectroscopy were used to confirm the purity and quality of the synthesized crystals.}, language = {en} } @misc{WelsSchmidt, author = {Wels, Martin and Schmidt, Peer}, title = {Crystal growth of ternary phases with homogeneity range: Modeling and experiments}, series = {Zeitschrift f{\"u}r Anorganische und Allgemeine Chemie}, volume = {642}, journal = {Zeitschrift f{\"u}r Anorganische und Allgemeine Chemie}, number = {18}, issn = {1521-3749}, doi = {10.1002/zaac.201690018}, pages = {1066}, abstract = {Synthesizing crystals of ternary solid solutions M2Q3 (M=Bi, Q=Se, Te) with definite composition requires advanced knowledge on the phase relations in the system. By chemical vapor transport [1] the request of homogeneous crystallization can be fulfilled. The experimental scope gets supported by modeling. A phase diagram of the pseudobinary system generated with FactSage [2] (Fig. 1) provides the thermodynamic parameters of the miscibility gap respectively the solid solution. Additionally, these parameters are used to optimize the processes while chemical vapor transport with iodine [3]. The optimum transport conditions of ϑsource = 500 °C and ϑsink = 450 °C has been applied as for the synthesis of the binary compounds [4]. Both by modeling and experiments the congruent transport can be demonstrated, Fig. 2.}, language = {en} } @techreport{SchmidtDonathWelsetal., author = {Schmidt, Peer and Donath, Ines and Wels, Martin and Pinnau, Sebastian and Grau Turuelo, Constantino and Breitkopf, Cornelia and Hack, Klaus and Baben, Moritz to and Reis, Bruno and M{\"u}ller, Michael and Sergeev, Dmitry and Qi, Jia}, title = {PCM Screening - Evaluierung eutektischer Gemische f{\"u}r den Einsatz als PCM: thermodynamische Modellierung und experimentelle Methoden : Energie Speicher: PCM-Screening : Schlussbericht}, publisher = {TIB - Leibniz-Informationszentrum Technik und Naturwissenschaften}, address = {Hannover}, doi = {10.2314/KXP:177643451X}, pages = {163}, abstract = {Ein wichtiges Ziel der Bundesregierung ist der Ausbau des Anteils erneuerbarer Energien an der gesamten Stromerzeugung. Die Entwicklung optimierter W{\"a}rme- und K{\"a}ltespeicher stellt einen wichtigen Baustein bei der Erreichung dieser Zielstellung dar. Elektrisch betriebene W{\"a}rmepumpen und Kompressionsk{\"a}ltemaschinen sowie dezentrale Klein-BHKW bieten in Verbindung mit entsprechend dimensionierten, thermischen Speichern ein großes Potential zum Lastmanagement in Smart Grids und somit zur Netzintegration von Strom aus erneuerbaren Energien. Die im Projekt entwickelte Methodik zur Suche nach neuen Latentspeichermedien kann f{\"u}r ein breites Anwendungsfeld von Heiz- und K{\"u}hlanwendungen in Geb{\"a}uden bis hin zur Kraftwerkstechnik eingesetzt werden. Innerhalb der F{\"o}rdermaßnahme „Anwendungsorientierte Forschung und Entwicklung zur nichtnuklearen Energieforschung" im 6. Energieforschungsprogramm der Bundesregierung wurde durch die Projektarbeiten das Schwerpunktthema Energiespeicher (3.8) adressiert, wobei der Aspekt der Entwicklung neuer Materialien mit reduzierten Kosten f{\"u}r einen wirtschaftlichen Betrieb im Vordergrund stand. Speziell wurden dabei die Unterpunkte 3.8.4 Thermische Speicher zur Weiterentwicklung, Optimierung und Erprobung von PCM sowie 3.8.5 {\"U}bergeordnete Themen mit Modellen und Simulationswerkzeugen f{\"u}r die Auswahl und Bewertung neuer Speichermaterialien adressiert. Die Projektergebnisse besitzen aber auch Ber{\"u}hrungspunkte mit den Schwerpunkten 3.12 Energieeffizienz in Industrie, Gewerbe, Handel und Dienstleistungen sowie 3.4 Solarthermische Kraftwerke, da mit der entwickelten Screening-Methode f{\"u}r diese Anwendungsf{\"a}lle neue W{\"a}rmespeichermaterialien auf der Basis wasserfreier Salze mit h{\"o}heren Prozesstemperaturen gefunden werden k{\"o}nnen. Durch den Einsatz von Methoden zur Modellierung und Simulation von Prozessen erfolgt gleichermaßen die Umsetzung einer energie- und ressourcenschonenden Forschungst{\"a}tigkeit. Das im Projekt entwickelte Vorgehen hilft dabei, einen {\"a}ußerst sparsamen Einsatz von Chemikalien, eine niedrige Belastung der Umwelt durch verringerten Entsorgungsaufwand der verbrauchten Stoffe sowie einen deutlich geringeren Aufwand und Energieeinsatz f{\"u}r die Messtechnik zu erm{\"o}glichen. Damit wurde zugleich das Schwerpunktthema 3.8.5 Modelle und Simulationswerkzeuge f{\"u}r die Auswahl und Bewertung neuer Speichermaterialien angesprochen.}, language = {de} } @misc{HansenWelsFroeschkeetal., author = {Hansen, Felix and Wels, Martin and Froeschke, Samuel and Popov, Alexey and Wolf, Daniel and B{\"u}chner, Bernd and Schmidt, Peer and Hampel, Silke}, title = {Thermodynamic Evaluation and Chemical Vapor Transport of Few-Layer WTe2}, series = {Crystal Growth and Design}, volume = {20}, journal = {Crystal Growth and Design}, number = {11}, issn = {1528-7505}, doi = {10.1021/acs.cgd.0c01004}, pages = {7341 -- 7349}, abstract = {Tungsten telluride WTe2 is the sole candidate of a group of two-dimensional layered transition metal dichalcogenides (TMDCs) MX2 with a thermodynamically stable 1T′-structure at room temperature. The binary system W/Te was audited with respect to a rational approach of planning and realization of a bottom-up synthesis of WTe2 nanostructures. Thus, the parameters of the synthesis via chemical vapor transports (CVT) were derived by thermodynamic simulations of the reaction pathway according to the Calphad method. Reflecting on the peritectic melting behavior at 1020 °C, the values of ΔfHm° (298 K) = -26.5 kJ·mol-1 and Sm° (298 K) = 132 J·mol-1 ·K-1 have been obtained. According to modeling, crystal growth by short time vapor transport is reasonable under the addition of bromine or TeBr4 in the temperature range between 650 and 750 °C. Experimental implementation of crystal growth of WTe2 nanosheets succeeded in a temperature gradient from 725 to 675 °C on yttria-stabilized zirconia (YSZ) (111) substrates, observing the deposition of single crystal sheets of high crystallinity with thicknesses of 15-20 nm (∼20-30 layers). The high crystallinity, pristine morphology, and overall quality of the deposited nanosheets is shown by means of atomic resolution transmission electron microscopy, selected area electron diffraction (SAED), and atomic force microscopy as well as profound double-polarized Raman spectroscopy.}, language = {en} }