Lehrgebiet "Kristallographie und Röntgenmethoden“ in der Fakultät Werkstofftechnik

Prof. Dr. rer. nat. Uta Helbig

Die meisten Werkstoffe oder deren Ausgangsstoffe bestehen aus kristallinen Substanzen. Die Eigenschaften der Materialien hängen sehr stark von der Art der Kristalle, der Größe, der Anordnung und der Form und weiteren Charakteristika ab.

Die Kristallographie beschreibt Kristallstrukturen und erklärt grundlegende Zusammenhänge zwischen Struktur und Eigenschaften.

Im Bachelor- und Masterstudiengang werden die für die Werkstofftechnik wichtigen kristallographischen Grundlagen vermittelt. Wie werden Kristallstrukturen beschrieben, welche wichtigen Strukturtypen gibt es? Wie wachsen Kristalle, wie hängen Struktur und Eigenschaften zusammen?

Kristallstrukturen werden mit Röntgenstrahlung untersucht. Zur Identifizierung von kristallinen Substanzen wird die Beugung von Röntgenstrahlung an Kristallgittern genutzt. Die Analyse wird bei der von uns genutzten Röntgenpulverbeugung an pulverförmigen Proben, Keramiken und Dünnschichten durchgeführt. Anhand charakteristischer Spektren können die enthaltenen kristallinen Substanzen identifiziert und bei vielen Proben auch quantifiziert werden.

Schwerpunkt Mikro-Nanoeigenschaften
Viele Werkstoffeigenschaften lassen sich allein durch die Abmessungen und die Form beeinflussen. Der Schwerpunkt Mikro-Nanoeigenschaften beschäftigt sich damit, wie sich Materialeigenschaften im mikro- und nanoskaligen Bereich verändern.

Es werden beispielsweise Quanteneinschlussphänomene, Superparamagnetismus und ballistische Leitung behandelt.

Wichtige Materialien und deren Herstellung werden besprochen. Das Praktikum zum Schwerpunkt „Mikro- und Nanoeigenschaften“ führt von der Herstellung einer Dünnschicht bis zur Anwendung ausgewählter Analyseverfahren (beispielsweise Röntgenbeugung im streifenden Einfall und Rasterelektronenmikroskopie)