Polykristalline Materialien - Vergleich von Theorie und Experiment

• Antragstellerin: Dr. Sonja Höfer
• Fachliche Zuordnung: Physikalische Chemie von Festkörpern und Oberflächen, Materialcharakterisierung ; Experimentelle Physik der kondensierten Materie ; Theoretische Physik der kondensierten Materie
• Förderung: Förderung von 2016 bis 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 320261613

Im Rahmen des Projekts möchten wir verschiedene Theorien (z.B. EMA, ARTT, ARIT), die die (IR) Reflexions- oder Transmissionsspektren von polykristallinen Materialien auf ihre Gültigkeitsbereiche untersuchen. Einige Theorien gelten nur für große bzw. kleine Kristallite, isolierte Teilchen bzw. kompakte Proben, mit oder ohne Berücksichtigung der Teilchenform. Auch durch eigene Untersuchungen haben wir festgestellt, dass sich die die Ergebnisse aus Spektren, die mit diesen Theorien berechnet wurden, daher zum Teil stark widersprechen. Für die Astronomie ist stellt diese Sachlage ein großes Problem dar, denn die durch Spektrenfit bestimmte Teilchenform und -größe bestimmt auch den Entstehungsprozess dieser Teilchen. Daher möchte man aus gemessenen Spektren interstellarer Staubwolken möglichst genaue Informationen über die Teilchen gewinnen.Aufgrund des Mangels an geeigneten Proben mit definierter Teilchenform, -größe und -abstand der Teilchen zueinander wollen wir mit Finite-Difference-Time-Domain Rechnungen unsere "experimentellen" Referenzspektren erstellen und diese mit nach verschiedenen Theorien berechneten Spektren abgleichen. Die Theorien unterscheiden sich auch extrem stark im notwendigen Rechenaufwand. Auch die nach einer Theorie vorhergesagte Bandenaufsplittung je nach Teilchenform wollen wir so untersuchen. Durch in einem Reinraum hergestelle Proben können wir Teilchengrößeeffekt und Bandenaufsplittung auch für einfache Materialen im gewissen Rahmen experimentell untersuchen. Es gilt z.B. herauszufinden, wo die Grenze zwischen "großen" und "kleinen", "isolierten" und "nicht mehr isolierten" Teilchen liegt. Diese Grenzen verschieben sich mit der Oszillatorstärke der Übergangsdipolmomente.Die so gewonnenen Erkenntnisse wollen wir auf real gemessene, d.h. nicht mit FDTD simulierten Spektren, anwenden. Diese Aerosolmessungen liegen bereits vor und werden von dem astronomischen Institut zur Verfügung gestellt.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Mitverantwortliche: Privatdozent Dr. Thomas Mayerhöfer; Dr. Harald Mutschke