Experimentelle Thermodynamik kleiner Systeme
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Die Möglichkeit, kalorische Eigenschaft von freien und massenselektieren Wasserclustern zu bestimmen, ist als der größte Fortschritt während des Förderzeitraums anzusehen. Nanometergroße Wasserpartikel spielen eine wichtig Rolle in vielen Forschungsbereichen und es konnte zum ersten Mal die größenabhängige Temperatur des Phasenübergangs bestimmt werden. Zusätzlich konnte durch die Form der kalorischen Kurve gezeigt werden daß die Wassercluster nicht sofort komplett flüssig werden, sondern dass ein gradueller Übergang von der festen in die flüssige Phase stattfindet. Darüberhinaus wurden die Verdampfungsenergien und Verdampfungstemperaturen bestimmt. Durch die Messungen an Nano-Mischsystemen in Form von oxidierten Natriumclustern konnte ein neuer clusterspezifischer Mechanismus identifiziert werden, der zu einer Schmelzpunktabsenkung durch Verunreinigung mit Fremdatomen führt. Der Einsatz einer neukonstruierten lonenfalle ermöglicht es das Tieftemperaturverhalten von Clustern zu untersuchen. Am Beispiel von Wasser und Natrium konnte damit das Einfrieren der Vibrationsfreiheitsgrade bei tiefen Temperaturen beobachtet werden.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
- Melting-Point Depression by Insoluble Impurities: A Finite Size Effect. Phys. Rev. Lett. 101, 023401 (2008)
C. Hock, S. Straßburg, H. Haberland, B. v. Issendorff, A. Aguado, and M. Schmidt
- Premelting and Postmelting in Clusters. Phys. Rev. Lett 102, 043401 (2009)
Christian Hock, Christof Bartels, Samuel Straßburg, Martin Schmidt, Hellmut Haberland, Bernd von Issendorff, and Andres Aguado
