Bestimmungen der Funktion des dielektrischen Tensors trikliner Kristalle mit Hilfe von Reflexionsmessungen

• Antragsteller: Privatdozent Dr. Thomas Mayerhöfer
• Fachliche Zuordnung: Physikalische Chemie von Festkörpern und Oberflächen, Materialcharakterisierung
• Förderung: Förderung von 2008 bis 2014
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 53039588

Die Bestimmung der Funktion des dielektrischen Tensors eines Einkristalls dient einerseits zur Analyse der strukturellen Eigenschaften des Kristalls und erlaubt andererseits die Berechnung optischer Eigenschaften wie Reflexion, Transmission, Emission und Streuung unter beliebigen Einfallswinkeln und Orientierungen. Dies gilt nicht nur für die einkristalline Spezies, sondern z.B. auch für teilweise orientierte oder unorientierte, polykristalline Materialien. Besondere Bedeutung haben solche Berechnungen, bzw. die Kenntnis der Funktion des dielektrischen Tensors beispielsweise zur Interpretation der Remote Sensing-Messungen von planetaren Oberflächen und stellaren Objekten. Im Fall von Kristallen mit orthorhombischer oder höherer Symmetrie der Elementarzelle lässt sich sowohl der Realwie auch der Imaginärteil der Funktion des dielektrischen Tensors gleichzeitig diagonalisieren. Die Eigenvektoren sind dabei unabhängig von der Frequenz, weshalb die Bestimmung der Tensorfunktion vergleichsweise einfach ist. Dies ist bei trikliner Symmetrie generell nicht mehr der Fall, weswegen die Dispersionsanalyse wesentlich komplizierter und fehleranfälliger wird. Aufgrund der fehlenden Symmetrie trikliner Kristalle sind die Vorteile der Verwendung nahezu senkrecht einfallenden Lichts zur Aufnahme von Reflexionsspektren im Vergleich zu Kristallen mit höherer Symmetrie geringer. Eine wesentlich genauere Bestimmung der Tensorfunktion per Dispersionsanalyse sollte zudem möglich sein, wenn die Messungen bei nicht senkrechtem Einfall erfolgen und neben dem Polarisator auch noch ein Analysator zum Einsatz kommt. Bislang ist außerdem das Oszillatormodell der Funktion des dielektrischen Tensors nicht experimentell verifiziert. Ziel des Vorhabens ist deshalb die Überprüfung und gegebenenfalls die Verbesserung dieses Modells. Weiterhin sollen die entsprechenden theoretischen Beziehungen in der Praxis für Dispersionsanalysen nutzbar gemacht und die Messbedingungen für Spektren optimiert werden. Dazu sind Dispersionsanalysen der IR-Reflexionsspektren-Spektren diverser trikliner Kristalle (z.B. Chalkanthit, Lopezit und Plagioklas) unter Verwendung verschiedener experimenteller Bedingungen mit dem Ziel einer möglichst genauen Bestimmung der Funktion des dielektrischen Tensors geplant.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen