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Teilprojekt D2

Raman-Spektroskopie an lateral strukturierten oxidischen Grenzflächen und Oberflächen

Am Teilprojekt sind folgende Arbeitsgruppen beteiligt:

AG Adelhelm
Physikalisch-Chemisches Institut
Synthese und Charakterisierung von selbstaggregierten Nanomaterialien
AG Brezesinski BELLA – KIT/BASF-Gemeinschaftslabor für Batterien und Elektrochemie Materialien für elektrochemische Energiespeicher
AG Heiliger 1. Physikalisches Institut Festkörpertheorie
AG Janek Physikalisch-Chemisches Institut Physikalische Chemie von Festkörpern und Elektrochemie fester Stoffe
AG Klar 1. Physikalisches Institut Mikro- und Nanostrukturphysik
AG Klar 1. Physikalisches Institut Mikro- und Nanostrukturphysik
AG Kolling Kompetenzzentrum für Werkstoffwissenschaften und Materialprüfung, THM Materialmodellierung und -charakterisierung
AG Over Physikalisch-Chemisches Institut Oberflächenchemie und Modellkatalyse
AG Meyer 1. Physikalisches Institut Halbleiterphysik
AG Schirmeisen Angewandte Physik Oberflächen- und Grenzflächenphänomene
AG Smarsly Physikalisch-Chemisches Institut Synthese und Charakterisierung von selbstaggregierten Nanomaterialien

Ziel des Projektbereichs D2 ist die Etablierung geeigneter optischer Methoden, um Speichervorgänge in-situ orts- und zeitaufgelöst auf der Mikro- und Nanometerskala zu untersuchen. Die Stoffspeicherung soll hierbei an Grenzflächen in Modellsystemen oxidischer Materialien untersucht werden, die lateral mit Hilfe der zur Verfügung stehenden Strukturierungsmöglichkeiten hergestellt werden. Die laterale Strukturierung erlaubt es, „Grenzflächen“ über größere Distanzen auszudehnen. Beispielsweise kann bei lokaler Ioneninterkalation in einen elektrochromen WO3-Film ein Konzentrationsgradient erzeugt werden, der es ermöglicht, den Migrationsprozess der Ionen in der Filmebene über eine Distanz von mehreren 100 μm (viel größer als die Schichtdicke) ortsaufgelöst zu beobachten. Die Stoffspeicherung kann sich dabei in der lokalen chemischen Umgebung widerspiegeln, was zu Änderungen von Schwingungsmoden führt, die mittels Raman-Spektroskopie untersucht werden können, oder auch – wie bei elektrochromen Materialien – zu Änderungen der elektronischen Struktur, die sich z.B. mittels Transmissionsmessungen detektieren lassen.