Entwicklung und Validierung von Ansätzen zur Quantifizierung der 3D Mikro-Röntgenfluoreszenzspektroskopie für Synchrotron- und Röntgenstrahlung

• Applicant: Professorin Dr. Birgit Kanngießer
• Subject Area: Analytical Chemistry
• Term: from 2005 to 2009
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 17772667

Das übergeordnete Ziel des Vorhabens ist die Entwicklung und Validierung von Quantifizierungsansätzen für die 3D Mikro-Röntgenfluoreszenzspektroskopie (3D Mikro-RFS). Die 3D Mikro-RFS, die erst vor zwei Jahren entwickelt wurde, gestattet die zerstörungsfreie Untersuchung der chemischen Zusammensetzung einer Probe nicht nur lateral längs ihrer Oberfläche, sondern auch in einer definierten Tiefe. Mittels Quantifizierungsverfahren würde diese neuartige Spektroskopie in eine echte analytische Methode überfuhrt werden, mit der es möglich ist, die unterschiedlichsten Proben dreidimensional quantitativ zu untersuchen. Der Einsatzbereich der Methode würde sich enorm vergrößern, wie z.B. in der Geologie, der Biomedizin, den Materialwissenschaften und der Archäometrie. Zu den Aufgaben gehören in der ersten Phase die Entwicklung von spezifischen Quantifizierungsansätzen, die für Untersuchungen zu zwei verschiedenen Fragestellungen geeignet sind. Die eine Fragestellung bezieht sich auf tiefensensitive Messungen an Schichtsystemen, wie Pigmentschichten, Lacke oder Brennstoffzellen, mittels eines 3D Mikro-RFS Laborspektrometers. Hierfür soll auch die Nachweisempfindlichkeit des Spektrometers durch bessere Komponenten erhöht werden. Eine Quantifizierung der Spektren müsste die polychromatische Anregung durch eine Röntgenröhre berücksichtigen. Die andere Fragestellung beinhaltet 3D Mikro-RFS Messungen an historischen persischen Fliesen, die an einer Synchrotronanlage durchgeführt werden sollen. Für diese Art von Untersuchung muss zu dem Quantifizierungsansatz für monochromatische Strahlung eine Absorptionskorrektur gefunden werden, die auch eine Auswertung von Röntgenabsorptionsspektren aus einer definierten Tiefe erlaubt. In einer weiteren Phase sollen dann allgemeinere Quantifizierungsansätze gefunden werden, mit dem Ziel, numerische Methoden zur Verfügung zu haben, die als Werkzeug zur Lösung der unterschiedlichsten analytischen Aufgabenstellungen im Rahmen der 3D Mikro-RFS einsetzbar sind. Zur Absicherung der Ergebnisse sollen geeignete Referenzmaterialien verwendet werden.

• DFG Programme: Research Grants