Zeitaufgelöste Phononen als lokale Sonden für Festkörperreaktionen

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Kinetische Prozesse bei Festkörperreaktionen und Phasenumwandlungen bestimmen die Eigenschaften vieler technisch wichtiger Materialien. In den meisten Fällen wird der Einfluss der Prozessführung phänomenologisch beschrieben, ohne dass die strukturellen Veränderungen auf atomarer Skala bekannt sind. Experimentell werden Festkörperreaktionen im wesentlichen mit den klassischen analytischen Verfahren wie EDX, REM oder Röntgen- und Neutronenbeugung charakterisiert. Diese Untersuchungen finden aber nur in Ausnahmefällen unter in situ-Bedingungen statt. Beide Antragsteller haben hiervon abweichend in ihren jeweiligen Arbeitskreisen in den vergangenen Jahren unabhängig voneinander daran gearbeitet, den zeitlichen Verlauf von Festkörperreaktionen insbesondere mit spektroskopischen Methoden (Mössbauer-Spektroskopie, UV/Vis, FTIR, ESR, PAC, EXAFS, Neutronenspektroskopie und -beugung) in Echtzeit unter in situ- Bedingungen zu verfolgen. Gemeinsam sollen nun im Rahmen des geplanten Forschungsvorhabens an ausgewählten Modellsystemen diese Untersuchungen durch zeitaufgelöste Streuexperimente erweitert werden. Da Gitterschwingungen unmittelbar die chemischen Bindungskräfte widerspiegeln, können ihre Veränderungen während Umwandlungen oder Reaktionen detailliert darüber Auskunft geben, wie Festkörperreaktionen ablaufen, welche Zwischenzustände durchlaufen werden und welche Hemmungen dabei auftreten.