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Projekt
Mikroskopisches Verständnis der Partikel-Matrix Wechselwirkung in magnetischen Hybridmaterialien mittels elementspezifischer Untersuchungen
Antragsteller
Professor Dr. Heiko Wende
Fachliche Zuordnung
Herstellung und Eigenschaften von Funktionsmaterialien
Experimentelle Physik der kondensierten Materie
Experimentelle Physik der kondensierten Materie
Förderung
Förderung von 2013 bis 2022
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 238114366
Das Verständnis des Verhaltens magnetischer Hybridmaterialien unter Funktionsbedingungen ist noch unvollständig. Gerade auf der lokalen Größenskala eingebetteter Nanopartikel ist der Effekt externer Magnetfelder auf die Eigenbewegung, die Orientierung und die Ankopplung der Partikel an das umgebende Matrixmaterial noch nicht zufriedenstellend verstanden. Um speziell diese Eigenarten magnetischer Kompositmaterialien auf der Nanoskala näher zu bestimmen, sollen in diesem Projekt magnetische Nanopartikel eingebettet in unterschiedliche (visko-) elastische Medien mittels Mössbauerspektroskopie, AC-Suszeptometrie und Röntgenabsorptionsspektroskopie an Synchrotronstrahlungsquellen eingehend untersucht werden. Aus der Verbreiterung und Feinstruktur der Absorptionslinien der Mössbauerspektren können Rückschlüsse sowohl über die Néelsche Relaxation der Partikel als auch über die Geschwindigkeit Brownscher Partikelbewegung gezogen werden. Dies erlaubt einen genaueren Einblick in die eingeschränkte Partikelmobilität abhängig von der umgebenden Nanostruktur und von der Stärke externer Magnetfelder. Zusätzlich können auf Basis der Intensitätsverteilung der verschiedenen Mössbauer-Absorptionslinien Aussagen über die Orientierung magnetischer Nanopartikel sowie über die Spinstruktur der Partikel getroffen werden. Ergänzt werden sollen diese Experimente durch Analysen der elementspezifischen elektronischen Struktur im Rahmen der Röntgenabsorptionsspektroskopie und speziell des Röntgenzirkulardichroismus, um die magnetischen Eigenschaften der Partikel-Matrix-Grenzfläche zu charakterisieren. Sowohl Röntgenabsorptions- als auch Mössbauerspektren sind unter hohen magnetischen Feldstärken messbar und liefern wertvolle Aussagen zur Variationen der Partikel-Matrix-Wechselwirkung unter Funktionsbedingungen. Nähere Informationen zur Brownschen Partikeldynamik sollen durch den Vergleich mit komplementären Messungen der magnetischen AC-Suszeptibilität gewonnen werden. Das in diesem Projekt gewonnene mikroskopische Verständnis soll durch den direkten Informationsaustausch mit den Gruppen, welche die Hybridsysteme herstellen, genutzt werden, um neue Funktionalitäten der Komposite zu generieren und ihre Anwendbarkeit in externen Magnetfeldern zu optimieren.
DFG-Verfahren
Schwerpunktprogramme
