Professur Röntgen- und Neutronendiffraktometrie






Forschungsprofil

Der Schwerpunkt der Forschungstätigkeit ist die Untersuchung der statischen atomaren Struktur kondensierter Stoffe. Röntgen- und Neutronendiffraktion werden eingesetzt für das Studium
  • der Atomanordnung in nichtkristallinen Stoffen, insbesondere geschmolzenen Elementen und Legierungen
  • der atomaren Struktur von dünnen Schichten (Phasenanalyse, innere Spannungen, Textur)
  • von Phasenübergängen (Entmischung in binären und ternären Legierungsschmelzen, metastabile kristalline Phasen in dünnen Schichten)

Mittels Reflektometrie werden Schichtdicken, Dichten, Dichteverläufe an inneren Grenzflächen und Grenzflächenrauhigkeiten an dünnen Schichten und Mehrlagen-Schichtsystemen gemessen.

Darüber hinaus werden mit der Messung von Grenz- und Oberflächenspannung, Dichte, Viskosität und Benetzungsverhalten von metallischen Legierungsschmelzen Materialkenngrößen bestimmt, die sowohl unmittelbare praktische Bedeutung besitzen als auch für die Modellierung der flüssigen Phase und von Phasenübergängen (Entmischung, Erstarrungsprozess) benötigt werden. Thermodynamische Untersuchungen zum Studium des Phasenverhaltens von glasigen und geschmolzenen Proben werden mit dsc-Messungen ausgeführt.

Für die Röntgenbeugungsexperimente steht eine Reihe spezieller Diffraktometer zur Verfügung. Die Neutronenmessungen wurden bzw. werden am VIK Dubna, dem HMI Berlin, am LLB Saclay, an ISIS RAL Chilton, am ILL Grenoble und NFL Studsvik ausgeführt. Zur Untersuchung von dünnen Schichten werden die Diffraktometer ROBL (ESRF) und BW5 (HASYLAB DESY) genutzt und für Beugungsexperimente an glasigen und flüssigen Stoffen gewinnt der Einsatz sehr harter Röntgenstrahlung (Wiggler-beamline BW5 HASYLAB DESY) zunehmend an Bedeutung. Für EXAFS-Messungen werden die Beamlines A1 und X (HASYLAB DESY) eingesetzt.

Mit Reverse-Monte-Carlo-Rechnungen werden partielle Strukturfaktoren in binären nichtkristallinen Phasen durch simultane Anpassung von Röntgenbeugungs-, Neutronenbeugungs- und EXAFS-Daten ermittelt.