Orbitale als Ausgangspunkt der Chemischen Bindung in Ge−Sb−Te‐Phasenwechselmaterialien

Schichtartige Phasenwechselmaterialien des Typs Ge−Sb−Te werden industriell zur Datenspeicherung verwendet und sind auch heute noch Gegenstand intensiver Forschung, um den quantenchemischen Ursprung ihrer Eigenschaften zu verstehen. Zur Analyse der zugrundeliegenden periodischen Wellenfunktion untersuchen wir die wechselwirkenden Atomorbitale einschließlich ihrer Phaseninformation mit Hilfe des Kristallorbitalbindungsindex und der Fragmentkristallorbitalanalyse. In voller Übereinstimmung mit Ergebnissen aus langreichweitigen projizierten Kraftkonstanten untermauern wir die besondere Rolle von Mehrzentrenbindungen entlang geradliniger atomarer Anordnungen. Ebendiese Mehrzentrenbindung ähnelt der bekannten Dreizentren‐Vierelektronenbindung in Molekülen, hat aber im festen Zustand weitreichende Auswirkungen für die üblicherweise als “metavalent” bezeichneten Materialeigenschaften und verdeutlicht die Zusammenhänge. Es liegt nahe, daß diese Mehrzentrenbindung die Ursache für das erstaunliche Bindungsbruch‐ und Phasenwechselverhalten sowie für die zu kleinen “van‐der‐Waals”‐Lücken zwischen den einzelnen Schichten ist.