Methoden der Festkörperchemie

Die Inhalte dieser Webseiten/Vorlesung - ausgewählte Methoden zur Charaktersierung anorganischer Festkörper jenseites der Standardmethoden - sind als als Erweiterung der Basisvorlesung Methoden der Anorganischen Chemie und der Kurse Kristallographie und Beugung sowie Spektroskopie gedacht.

Die Web-Seiten wurden mit den Vorlesungen in den Wintersemestern 2004/2005, 2013/2014, 2016/2017 und 2018/2019 aufgebaut. Sie beinhalten nur die verwendeten Materialien/Präsentationen, bislang aber noch keinen vollständigen Text.

Einen herzlichen Dank an die Gastdozenten, Frau Dr. Anke Hoffmann (MAS-NMR) und Herrn Prof. Dr. Andreas Danilewsky (Elektronenmikroskopie).

Caroline Röhr

Inhaltsverzeichnis (vom WS 2018/2019)

Einleitung, Übersichten

Teilbereiche der Festkörperchemie (SVG-Abbildung, Vorlage 1.1)
Übersicht zu Methoden der Strukturbestimmung (SVG-Abbildung, Vorlage 1.1)
Vorlesung Methoden der Anorganischen Chemie (Web-Seiten zur alten Diplomvorlesung)
Methoden und Information, Literaturhinweise s. Methodenvorlesung (ganz unten!)

**** Reihenfolge der Methoden nach der Abstimmung wie folgt: *******

I. Methoden zu Festkörpersynthesen

1. Thermoanalytische Methoden (DTA, DSC, TG)

PDF der Präsentation
Links
- Phasenumwandlung von Quarz (VRML2)
- Martensit-Umwandlung (VRML2)
- Sammlungen von Phasendiagrammen
  - Phase Diagram Web (freie Sammlung von Phasendiagrammen)
  - ACerS--NIST: Phase Equilibria Diagrams
  - ASM International, Binary Alloy Phase Diagrams
  - Phasendiagramme f. Geologen (Teaching)
  - Calphad (Berechnung von Phasendiagrammen)
- Web-Seite Gerätehersteller
  - Fa. Netzsch
  - Linseis

II. Methoden zur strukturellen Festkörpercharakterisierung

1. Neutronenbeugung

PDF der Präsentation
Links
- Darsbery Station 2.1
- Spallations-Quelle
- SNS, Spallationsquelle
- ISIS-Homepage
- HMI, Berlin
- ILL, Grenoble (mit vielen, aber kleinen Bildern)
- FRM-II München
  - Pulverdiffraktometer
  - RESI, EK-Diffraktometer
- Magnetische Struktur von MnO (VRML)

2. MAS-NMR (Gastdozentin: Dr. Anke Hoffmann)

Basics s.a. Kapitel I.3 der Vorlesung Methoden der Anorganischen Chemie
Link zum PDF des Vortrags folgt in Kürze

3. Mössbauer-Spektroskopie

PDF der Präsentation
s. Kapitel I.5 der Vorlesung Methoden der Anorganischen Chemie

4. Elektronenmikroskopie (Gastdozent: Dr. Andreas Danilewsky

Teil 1: Grundlagen der Bildentstehung
Teil 2: Analytik im EM: EDX und EBSD
Besichtigung des EMs in der Kristallographie (Termin nach Absprache)

5. Röntgenabsorption: EXAFS, XANES

6. Rastersondenmethoden (SPM): STM (Tunnelmikroskopie) und AFM (Kraftmikroskopie)

Links (= Nummern zur Präsentation)
1. Si(111)-Oberfläche mit 7x7 Rekonstruktion
  - Binnig, Rohrer, Phys. Rev. Lett. 1983
  - aktuelle STM-Bild (Sugimoto Lab, Jp)
  - u.A. Si(111) mit 7x7
  - und das Modell dazu (Takayanagi-Rekonstruktion)
2. Animated Gif zu STM (TU Wien)
3. MOs von Pentacen
4. Animationen zu STM/AFM-Betriebsarten, Fa. NT-MDT
5. DNA auf Glimmer
6. Foto STM von Binnig und Rohrer
7. Links zu Geräteherstellern
8. div. Bilder mit atomarer Auflösung:
  - Graphen
  - HOPG (Highly Oriented Pyrophoric Graphit)
  - AFM von gekreuzten Nanoröhrchen und nochmal Nanotubes und noch mal
  - Cu-Porphyrin auf Cu(100)-Oberfl"ache
  - Cu(111): perspektivisch
  - div. Oberflächen in atomarer Auflösung
  - Scan-Gallery: (Fa NT-MDT, Russland) (nach Methoden und Materialien sortierbar)
9. Mo-Oxide, div. AFM und STM-Bilder
10. dodekagonale Quasikristalle von BaTiO₃ (doi:10.1038/nature12514)
11. NbSe₂, CDW
12. abgeleitete Methoden
  - magnetische Domänen einer Festplatte
  - Quantenkoralle
13. Nanomechanik: Aufbau einer Quantenkoralle
14. erste AFM-Videos: Kernporenkomplexe bei der Arbeit (Biozentrum Basel)
Demos
- STM-Funktion (animated gif)
- Animationen zu STM, Fa. NTDMT
- schöne Dia-Schau mit vielen STM-Bildern, auch aus Wien
Weitere Bildersammlungen
- IBM-Research, Image Gallery (die Klassiker!)
- Image Gallery, TU-Wien (gut erklaerte Bilder)
- Scan-Gallery: (Fa NT-MDT, Russland) (nach Methoden und Materialien sortierbar)
- Bildergallerie in Zuerich
- Purdue Nanophysics (Bildergallerie)
- IEAP Uni Kiel
- PRL-Paper-Sammlung 35 Jahre SPM/30 Jahre AFM

..... im WS 2013/2014 nicht mehr geschafft .... ;-( ...

4. Elektronen-Spektroskopie von FK-Oberflächen (XPS, UPS, AES, HREELS)
- Skripte und Tutorials
  - sehr gute Skripte zu XPS (von Surface Science Western)
  - CEA-Online-Tutorials, u.a. zu AES (von Evans Analytical Group)
  - XPS-Online-Skript von www.lasurface.com
  - AES-Online-Skript von www.lasurface.com
  - UPS-Online-Skript von www.lasurface.com
  - Surface Science Links von Univ. of London
  - EELS-Tutorial
- Fotos
  - Foto XPS/STM-Anlage
  - Energie Analysatoren
HREM und TEM: Mikroskopie und Beugung im Elektronenmikroskop
- SEM/REM (Instrumentelles)
  - Aufbau, Prinzipielles
- SEM/REM (Beispielbilder)
  - Ameise
  - Fruchtfliege (Zoom in) (1 bis 2200x)
  - Diatomee I
  - Diatomee II
  - Pollen I (Mix)
  - nochmal Pollen II
  - Radiolarie
  - Halbleiter-Chip
  - CD-ROM
  - NPGS: Elektrostrahllithographie (EM von div. Bauteilen)
  - ESEM-Gallery (schöne Bilder, Biologie)
  - Lebensmittel unter dem SEM (kleine Bilder)
  - Ag-Partikel auf Si(100)
  - Carbon-Nanotube
- TEM/HREM (Instrumentelles)
- TEM/HREM (Abbildungsmodus)
  - verschiedene Viren (u.a. Tabak-Mosaik-Virus)
  - Escherichia Coli
  - Polymere
  - TEM gefülltes Nano-Röhrchen
  - Ni-Ti-Oxid
  - Co auf GaAs
  - Modulierte Struktur von Sr2Cu3-Oxide
  - Beugung zu Sr2Cu3-Oxide
  - Defekte in Kristallen (mit TEM-Beispielen)
  - Scherstrukturen, Magneli-Phasen aus Vorl. Strukturchemie der Oxide
- TEM/HREM (nur Beugung)
  - Beugungsbilder von dekagonalen Al-Co-Ni-Quasikristallen
Elektronenbeugung an Oberflächen (LEED, RHEED)
Inelastische Neutronenstreuung
Ablationsverfahren, SIMS
Impedanz-Spektroskopie

Vorlagen: (aktuelle Version, nur Einleitung)

Vorlage 1.1.: Übersichten, Methodengruppen (PDF)
Vorlage 1.2.: (PDF)

alte Vorlagen: (als gepackte PS- und PDF-Dateien) (alte Version)

Vorlage 0.: Methoden: Übersicht nach Energien (PS, PDF)
Vorlage 1.: Inhaltsübersicht, SPM (PS, PDF)
Vorlage 2.: 1. SPM (STM, AFM) (Fortsetzung) (PS, PDF)
Vorlage 3.: 2.2.1- XPS (PS, PDF)
Vorlage 4.: 2.2.1 XPS (Fortsetzung) (PS, PDF)
Vorlage 5.: 2.2.2. AES (PS, PDF)
Vorlage 6.: 2.3.1. UPS (PS, PDF)
Vorlage 7.: Bandstrukturen (Wdh.) (PS, PDF)
Vorlage 8.: 2.3.1. UPS (Fortsetzung) (PS, PDF)
Vorlage 9.: 2.3.2. Inverse Photoemission (PS, PDF)
Vorlage 10.: 3.1. Elektronenmikroskopie: SEM und TEM (PS, PDF)
Vorlage 11.: Längen, Energien, Auflösung von Mikroskopen (PS, PDF)
Vorlage 12.: 3.2. TEM (PS, PDF)
Vorlage 13.: 3.3. Elektronenbeugung an Gasen (PS, PDF)
Vorlage 14.: 4. Elektronenbeugung an Oberflächen (LEED, RHEED) (PS, PDF)
Vorlage 15.: 5. Neutronenbeugung (PS, PDF)

Anmerkungen:

Kleine Gif-Bilder sind Links auf größere, die i.A. per grabber aus den VRML-Dateien erzeugt wurden (keine besondere Bildqualität!).
Die Betrachtung der VRMLs (fast alle sind VRML-1) ist immer das Beste! Hierzu wird ein VRML-Viewer wie z.B. vrmlview (sehr zu empfehlen, für alle Plattformen vorhanden, Download über http://www.sim.no), cosmoplayer (SGI), vrweb, kwrl, webspace o. ä. benötigt. Weiteres hierzu auch auf den Seiten des Web-3D Consortiums.
Alle Strukturbilder wurden mit DRAWxtl, alle Schemazeichnungen mit xfig erstellt.
Griechische Buchstaben sind wegen der html-Einschränkung ausgeschrieben.
Bei grundlegenden Strukturtypen findet sich ein Link zur Strukturtypendatenbank von Sebastian Roller.

Anregungen, Kritik und Fehlermeldungen bitte hier loslassen

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