Erzeugung und Untersuchung von Nanokristallen in graphitischen Schalen mittels in-situ-Elektronenmikroskopie

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Die Herstellung und die Untersuchung von Nanokristallen in graphitischen Schalen sollen mittels elektronenmikroskopischer Experimente durchgeführt werden. Materialien, die aus Metallen, Legierungen oder anorganischen Verbindungen bestehen, werden zusammen mit Graphit im Lichtbogen verdampft, so dass Nanokristalle entstehen, die in eine Graphitmatrix eingebettet sind. Durch Elektronenbestrahlung dieses Ausgangsmaterials im Elektronenmikroskop bei hohen Probentemperaturen bilden sich Core-Shell-Teilchen, in denen Nanokristalle in sphärische Graphitkäfige eingeschlossen sind. Wie Vorarbeiten gezeigt haben, wirken Graphitschalen unter Elektronenbestrahlung als nanoskopische Druckzellen, die z.B. Phasenübergänge in den eingeschlossenen Kristallen induzieren können. Gegenstand des Vorhabens ist der gezielte Einschluss verschiedener Materialien (Metalle, Legierungen, Oxide, Carbide) in Graphitschalen und die Untersuchung der Eigenschaften dieser Kompositteilchen. Es sollen die Diffusion von Fremdatomen durch die Graphitschalen, druck- und bestrahlungsinduzierte Phasenübergänge im eingeschlossenen Material sowie Bildung und Struktur neuer MetallKohlenstoff-Phasen mittels hochauflösender in-situ-Elektronenmikroskopie untersucht werden.