Structural studies of the free surface of liquid metals, especially of alkali metals, with gracing incidentsynchroton scattering

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Es soll die Struktur der freien Oberfläche von flüssigen Alkalimetallen bzw. deren Legierungen mit Hilfe von oberflächensensitiven Röntgendiffraktionstechniken (Reflektometrie) untersucht werden. Für diese Grenzfläche zwischen der Flüssigkeit in metallischem Zustand, der geprägt ist durch freie Elektronen und Ionenrümpfe, und dem koexistierenden Dampf, bestimmt durch die Wechselwirkung der neutralen Atome, sagt die statistische Physik eine geschichtete Struktur voraus. Diese Lagenstruktur wurde experimentell an Metallen wie Indium, Gallium und Quecksilber nachgewiesen. Allerdings sind adäquate theoretische Untersuchungen nur für die einfacheren Alkalimetalle verfügbar. Bei den experimentell bisher untersuchten Metallen spielen dagegen schwer handhabbare, kovalente Wechselwirkungen eine Rolle. Die Untersuchung der Alkalimetalle sollen ein tiefergehendes Verständnis dieser Grenzflächen durch den möglichen Vergleich zwischen Theorie und Experiment erbringen. Weiterhin ist die Fortführung und Verfeinerung von analogen Experimenten an Legierungen aus Bi, In und Ga geplant. Bisherige Untersuchungen weisen dort auf Oberflächensegregation und Oberflächenphasenübergänge (Benetzungsübergänge) hin.