Quasi-elastic light scattering for investigating the low temperature properties of glasses

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Das Standardmodell zur Beschreibung der Tieftemperaturanomalien von Gläsern geht von der Existenz von Defekten aus, deren Dynamik durch Übergänge in Doppelmuldenpotentialen beschrieben werden kann. Bei Temperaturen unterhalb von ca. 10 K kommt es zu Tunnelphänomenen, für höhere Temperaturen geht man davon aus, dass die Barrieren thermisch aktiviert überwunden werden. Dies führt zu charakteristischen Relaxationsprozessen, die bislang vor allem in anorganischen Gläsern untersucht wurden. Im geplanten Forschungsvorhaben soll es darum gehen, die Relaxationsprozesse oberhalb von 4 K erstmals mit Hilfe breitbandiger quasi-elastischer Lichtstreuung systematisch zu vermessen. Ziel ist es, zum einen die Voraussagen des Standardmodels für höhere Temperaturen zu überprüfen, zum anderen gilt es zu klären, inwieweit weitere Relaxationsprozesse eine Rolle spielen, z.B. solche, die schon oberhalb der Glasübergangstemperatur einsetzen. Da mit dieser Methode auch organische Glasbildner studiert werden können, wird ein systematischer Vergleich des Relaxationsverhaltens von organischen und anorganischen Gläsern angestrebt. Wie unsere Voruntersuchungen zeigen, erlaubt es der Einsatz eines Tandem-Fabry-Perot-Interferometers in Kombination mit einem Doppelmonochromator, einen Frequenzbereich von 0.56 Hz - 100 THz zu erfassen und damit detaillierte Information zu den schnellen Relaxationsprozessen im Glas zu erhalten.