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Volker Hermann

• In dieser Arbeit wurde die optischen Eigenschaften von Na2IrO3 und α-Li2IrO3, die in Honigwabenstruktur kristallisieren, mit der Fouriertransformations-Mikrospektroskopie unter externem Druck bis 24 GPa untersucht. Die optischen Eigenschaften unter externem Druck wurden mit den optischen Eigenschaften bei partieller Substitution von Na- durch kleinere Li-Ionen verglichen. Diese Substitution kann als chemischer Druck in der ab-Ebene angesehen werden, wohingegen externer Druck vorrangig die c-Richtung komprimiert. Zwei konkurrierende elektronische Grundzustände werden für diese Verbindungen diskutiert. Zum einen der relativistische Mott-Isolator und zum anderen die Bildung Quasimolekularer Orbitale. Der Grundzustand von Na2IrO3 ist eine Mischung beider Grenzfälle jedoch im Regime des relativistischen Mott-Isolators. Externer Druck hat kaum Einfluss auf diesen Grundzustand, wohingegen chemischer Druck den Mott-Charakter signifikant erhöht. Für α-Li2IrO3 findet man bei UmgebungsdruckIn dieser Arbeit wurde die optischen Eigenschaften von Na2IrO3 und α-Li2IrO3, die in Honigwabenstruktur kristallisieren, mit der Fouriertransformations-Mikrospektroskopie unter externem Druck bis 24 GPa untersucht. Die optischen Eigenschaften unter externem Druck wurden mit den optischen Eigenschaften bei partieller Substitution von Na- durch kleinere Li-Ionen verglichen. Diese Substitution kann als chemischer Druck in der ab-Ebene angesehen werden, wohingegen externer Druck vorrangig die c-Richtung komprimiert. Zwei konkurrierende elektronische Grundzustände werden für diese Verbindungen diskutiert. Zum einen der relativistische Mott-Isolator und zum anderen die Bildung Quasimolekularer Orbitale. Der Grundzustand von Na2IrO3 ist eine Mischung beider Grenzfälle jedoch im Regime des relativistischen Mott-Isolators. Externer Druck hat kaum Einfluss auf diesen Grundzustand, wohingegen chemischer Druck den Mott-Charakter signifikant erhöht. Für α-Li2IrO3 findet man bei Umgebungsdruck hingegen einen erhöhten Quasimolekularen Orbitalcharakter. Aufgrund der Beiträge zur optischen Leitfähigkeit im Bereich der d-d-Anregungen, die Hinweise auf die Hoppingparameter geben, die wiederum im Zusammenhang mit den magnetischen Eigenschaften stehen, wurden Hinweise auf erhöhte Kitaev-Wechselwirkungen mit zunehmendem Substitutionsgrad gefunden. Die Realisierung einer reinen Kitaev-Quantenspinflüssigkeit wird in der Literatur bereits durch magnetische Messungen ausgeschlossen. Weiterhin wurde mit der Röntgenbeugung am ESRF in Grenoble die atomare Struktur von Na2IrO3, α-Li2IrO3 und Li2RhO3 bis 25 GPa untersucht. Während für Na2IrO3 keine Hinweise auf einen strukturellen Phasenübergang gefunden wurden, so findet sich eine Dimerisierung der Ir–Ir-Bindungen bei einem externen Druck von 3,8 GPa. Die Dimere sind hierbei parallel angeordnet. Die Auswirkungen der Dimerisierung auf die optischen Eigenschaften von α-Li2IrO3 wurden soweit ohne tiefere theoretische Berechnungen möglich diskutiert. Auch Li2RhO3 zeigt einen strukturellen Phasenübergang. Hier bilden sich bei 6,5 GPa jedoch Rh–Rh-Zickzack-Ketten. Diese Beobachtungen werden im Zusammenhang mit den Beobachtungen bei verwandten Materialien diskutiert, um Hinweise auf die Mechanismen zu finden, die einen der konkurrierenden Zustände magnetische Ordnung, Bildung von Dimeren, oder Realisierung einer Kitaev-Quantenspinflüssigkeit bevorzugt.…