Einzelne Korngrenzcharakterisierung mittels Spektroskopie

Nahezu alle Struktur- und Funktionswerkstoffe sind kristallin, wobei die Größe der einzelnen Kristallite (oder Körner) je nach Anwendung in Größenordnungen von Nanometern bis Millimeter liegt. Die Schnittpunkte dieser Körner, die so genannten Korngrenzen (KG), sind der Ursprung für eine Vielzahl physikalischer Phänomene, wie mechanisches Verhalten, magnetische Koerzitivkraft oder thermische/elektrische Leitfähigkeit, um einige zu nennen. Daher ist die Veränderung der lokalen geometrischen oder chemischen Struktur dieser Korngrenzen zu einem der wichtigsten modernen Wege geworden, um Werkstoffeigenschaften spezifisch anzupassen und zu verbessern. Der Prozess solcher Veränderungen ist jedoch fast immer empirisch, was eine große Anzahl von verschiedenen Syntheseparametern und anschließenden Experimenten erfordert, ohne dass die atomaren Veränderungen in den KG bekannt sind. Ziel dieses Projekts ist es, ein neues Konzept zu etablieren, welches in der Lage ist die tatsächlichen strukturellen Eigenschaften einzelner KG in ihrem ursprünglichen Zustand zu messen. Dazu wird eine Kombination aus einer neuartigen mikromechanischen Spektroskopietechnik in Verbindung mit ortsaufgelöster Valenzelektronen-Energieverlustspektroskopie eingesetzt, welche beide in der Lage sind, Volumina im Submikrometerbereich zu untersuchen. Zusätzliche ab initio-Simulationen und fortschrittliche chemische Tomographie werden diese Experimente ergänzen und zu einem vertieften Verständnis der grundlegenden Physik von KG führen.