Entwicklung der Anwendung nicht-sphärischer Streufunktionen bei fehlgeordneten materialien

• Antragsteller: Professor Dr. Reinhard Neder
• Fachliche Zuordnung: Festkörper- und Oberflächenchemie, Materialsynthese
• Förderung: Förderung seit 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 506019941

Die Idee des Projekts ist es, asphärische Atommodelle (AAM) in die Interpretation von Beugungsdaten inklusive der diffusen Streuung einzubauen. Damit erwarten wir ein deutlich verbessertes Verständnis der Gründe für die Ausbildung von Fehlordnung in organischen Materialien. Wie von unseren Partnern kürzlich gezeigt wurde, lassen sich mittels asphärischer Modelle deutlich bessere Strukturdaten aus den Beugungsdaten gewinnen. Dies gilt insbesondere für leichte Atome wie Wasserstoff. Diese leichten Atome spielen über ihre Bindungen die wesentliche Rolle bei der Ausbildung der lokalen Anordnung der Moleküle, und diese Anordnung wiederum ist für die jeweilige Fehlordnung verantwortlich. Damit erwarten wir ein klar verbessertes Verständnis für die Gründe, warum die Ordnung auf lokaler Ebene in vielen Fällen so variabel ist. Um dieses Ziel zu erreichen werden wir die AAM Implementierung in der DISCaMB Bibliothek in unser eigenes DISCUS Programm einbauen. Diese Einbettung wird uns gleichzeitig in die Lage versetzen, mittels AAM Modellen Röntgenbeugungsdaten perfekter Kristalle als auch von fehlgeordneten Kristallen zu berechnen. Dieser zweite Berechnungsteil ist komplettes Neuland, wobei wir auf den bereits bestehenden Fähigkeiten des DISCUS Pulverbeugungsdaten, die Pulver-Paar-Verteilungs-Funktion und die 3D-Paar-Verteilungs-Funktion -mit klassischen sphärischen Atommodellen zu berechnen aufbauen können. Es gibt bisher in der Literatur keine Überlegungen oder Ansätze AAM Modelle auf fehlgeordnete Materialien oder direkt auf Pulverdaten anzuwenden. Wir werden diese Entwicklungen an bekannten gut geordneten Strukturen testen und dann auf die Anwendung an Pulverbeugungsdaten dieser Materialien erweitern. Damit erwarten wir zeigen zu können, dass die Anwendung von AAM Modelle auch bei der Interpretation klassischer Röntgenbeugungsdaten aus Laborquellen bereits einen deutlichen Informationsgewinn bedeutet. Letztendlich werden wir unsere neuen Entwicklungen auf die Interpretation organischer Materialien anwenden, welche im Beugungsbild diffuse Streuung zeigen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Polen
• Kooperationspartner: Dr. Wojciech Slawinski