Röntgenbeugung (XRD)
Betreuer: M. Sc. Jorrit Bredow
Im Praktikumsversuch Röntgenbeugung werden
polykristalline Massiv- und Pulverproben sowie epitaktische Dünnfilmproben
mit einem PHILIPS X'pert Diffraktometer untersucht.
Da die Wellenlänge der verwendeten Röntgenstrahlung im Bereich typischer Atomabstände
in Festkörpern von wenigen Ångström (= 0,1 nm) liegt, eignen sich periodische Atomanordnungen in Kristallgittern hervorragend für Beugungs- bzw. Streuexperimente.
Daher hat sich die Röntgenbeugung (X-ray diffraction XRD) zu einer in Forschung und Industrie weit verbreiteten Strukturanalysemethode entwickelt.
Hervorzuheben ist die sehr hohe Genauigkeit bei der Bestimmung von Atomabständen bzw. Gitterparametern.
Lehrinhalt des Versuches ist zunächst die Erzeugung und die Sicherheitsaspekte bei der Nutzung von Röntgenstrahlung. Die emittierten charakteristischen Röntgenlinien werden auf die Elektronenstruktur der Atome des Anodenmaterials zurückgeführt, wobei hier unmittelbar quantenmechanische Phänomene wie die Spin-Bahn-Kopplung anschaulich sichtbar sind.
Weiter sind das Verständnis grundlegender Begriffe wie Achsen- und Kristallsysteme, Millersche Indizes, reziprokes Gitter sowie Genauigkeit und Fehler bei Goniometermessungen Ziel dieses Versuches.
Wesentliche Aufgaben sind:
Bestimmung der Gitterkonstanten eines polykristallinen kubischen und eines hexagonalen Massivmaterials, die Analyse von heteroepitaktischen Dünnfilmproben aus einer dünnen ZnO- Schicht gewachsen auf Saphir-Einkristall-Substraten unterschiedlicher kristallografischer Orientierung, und die Präparation und Phasenanalyse einer unbekannten oxidischen Pulverprobe.
