Numerische Simulationen von mikro- und nanoelektrochemischen Experimenten mit der Randelementmethode mit doppelter Reziprozität (DRBEM, double reciprocity boundary element method)

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Die Einführung von mikroelektronischen Experimenten mit hoher Ortsauflösung - insbesondere die elektrochemische Rastermikroskopie (SECM, scanning elekctrochemical microscopy) - hat die Charakterisierung von Reaktivitäten an funktionalisierten Materialoberflächen neue Impulse verliehen. Für eine Quantifizierung der Meßergebnisse werden die Meßkurven mit digitalen Simulationen unter Annahme verschiedener Eigenschaften der Probe verglichen. Bisherige Simulationsansätze mußten sich auf die Behandlung von hochsymmetrischen Anordnungen beschränken, die jedoch nur Grenzfälle realer Situationen darstellen. Mit der Randelementmethode wurde in den letzten Jahren eine neue Simulationsstrategie eingeführt, die stationäre Ströme in Systemen mit beliebiger Geometrie exakt erfassen kann. In diesem Projekt sollen die Möglichkeiten dieses Simulationsansatzes auf zeitabhängige Problemstellungen erweitert und damit ein universelles Werkzeug zur Analyse mikroelektrochemischer Experimente entwickelt werden, das auch die Signale von komplexen Strukturen an realer Werkstoffoberflächen und artifizell strukturierten Bauteilen wie Biochips oder adherenten Zellen adäquat beschreiben kann. Dafür wird die Randelementmethode mit doppelter Reziprozität (DBREM, double reciprocity boundary element method) eingesetzt.