Tripellinien-Transport in nanokristallinen Materialien

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Nanokristalline Materialien sind aufgrund ihrer vorteilhaften mechanischen, magnetischen oder elektronischen Eigenschaften ein bedeutendes Forschungsfeld der Materialphysik. Mit abnehmender Korngröße wird der Einfluss von Tripellinien - eindimensionalen Defekten, an denen drei Korngrenzen zusammenlaufen - signifikant. Es wird vermutet, dass diese Defekte wesentlich zum atomaren Transport beitragen und so die Stabilität der Mikrostruktur kontrollieren. Das vorgeschlagene Projekt hat das Ziel, die Segregation und den chemischen Transport entlang der Linien mit Hilfe der Atomsonden-Tomographie zu untersuchen. Insbesondere soll die Temperaturabhängigkeit des Transports erstmals bestimmt werden.Bei der Atomsonden-Tomographie werden Proben Atom für Atom abgetragen und vermessen. Man erhält eine dreidimensionale Karte der genauen Verteilung der verschiedenen Spezies in atomarer Auflösung. Aufgrund technischer Verbesserungen konnte kürzlich das Untersuchungsvolumen dieser Methode signifikant vergrößert werden, so dass erstmals Tripellinien mit ausreichender statistischer Häufigkeit erfasst werden können. Für die Experimente werden metallische Doppellagen auf Substratspitzen und planare Substrate aufgetragen um die Korngröße zur variieren. Dabei lassen sich durch geeignete Wahl der Depositionsbedingungen Korngrößen bis hinunter von etwa 10 nm Durchmesser erreichen.