TY  - THES
AB  - Kaliumtitanylphosphat (KTP) und verwandte Kristalle sind in der (nichtlinearen) Optik weit verbreitet und scheinen auch in der Elektrochemie, z.B. in Alkali-Ionen-Batterien, vielversprechend zu sein. Der Einsatz von KTP in optischen Anwendungen ist jedoch durch die Ausbildung sog. Gray Tracks eingeschränkt, die zudem auch die elektrochemische Performance beeinträchtigen könnten. Es ist bisher unklar, welche genauen mikroskopischen Mechanismen zur Ausbildung von Gray Tracks führen und warum die gesamte KTP-Familie nicht im gleichen Maße betroffen ist. In dieser Arbeit untersuchen wir mittels Dichtefunktionaltheorie (DFT) (i) die Eignung von Kaliumtitanylarsenat (KTA) für Kalium-Ionen-Batterien, (ii) die Absorptionsspektren von Sauerstoffvakanzen, welche jene Ti3+-Zentren induzieren, die im Verdacht stehen, die Bildung der Gray Tracks zu begünstigen, und (iii) den Einfluss verschiedener chemischer Umgebungen auf die Eigenschaften dieser Ti3+-Zentren. Es zeigt sich, dass KTA-Elektroden potenziell hohe mittlere Arbeitsspannungen, geringe Volumenänderungen und niedrige Aktivierungsenergien aufweisen und als Kathode sowie als Anode geeignet sein könnten. Mittels modifizierter Hybridfunktionale berechnete Absorptionsspektren zeigen, dass die Absorption von Sauerstoffvakanzen jener der Gray Tracks ähnelt und zudem von der Lichtpolarisation und deren Ladungszustand abhängig ist. Es ergibt sich zudem, dass das aktuelle Gray-Track-Modell zu revidieren ist, besonders was die Position der Ti3+-Zentren relativ zur Vakanz angeht. Zudem könnten Gray Tracks das Ergebnis eines zweistufigen Prozesses sein, der sowohl die Bildung einer Sauerstoffvakanz als auch die Verschiebung von Kaliumionen umfasst.
AU  - Bocchini, Adriana
CY  - Paderborn
DA  - 2023
DO  - 10.17619/UNIPB/1-1774
DP  - Universität Paderborn
LA  - eng
N1  - Tag der Verteidigung: 12.07.2023
N1  - Universität Paderborn, Dissertation, 2023
PB  - Veröffentlichungen der Universität
PY  - 2023
SP  - 1 Online-Ressource (ix, 110 Seiten)
T2  - Department Physik
TI  - Optical and Electrochemical Properties of KTP-Type Crystals
UR  - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:hbz:466:2-45362
Y2  - 2025-06-24T19:57:30
ER  -