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Experimentelle Physik III - Arbeitsgruppe Prof. Böhmer

Ionenleiter

Ionenleiter Der Ladungstransport in Festkörpern ist ein spannendes Forschungsgebiet, nicht zuletzt wegen der vielfältigen technischen Anwendungen, beispielsweise von Lithium-Ionenleitern in Elektroden und Elektrolytmaterialien in Akkumulatoren. Um die Entwicklung von leistungsfähigeren Materialien mit höherer elektrischer Leitfähigkeit und größerer Speicherdichte insbesondere auch für mobile Geräte voranzutreiben, ist ein besseres Verständnis der ionischen Sprungprozesse auf atomarer Ebene unabdingbar. Um dieses Ziel zu erreichen, setzen wir eine Reihe unterschiedlicher NMR-Methoden (Kernspinresonanz) ein, die zum Teil in der Arbeitsgruppe entwickelt und weiter verfeinert wurden. Neben Messungen von Spin-Relaxationszeiten und der Analyse mehrdimensionaler NMR-Spektren wenden wir moderne Spin-Echo-Methoden an. Damit erfassen wir die ionischen Hüpfbewegungen in kristallinen und nichtkristallinen Materialien über große Bereiche von Temperatur und Ladungsbeweglichkeit. Neben der Magnetresonanz an Lithium nutzen wir Deuteronen, Silber, Natrium, Rubidium, Sauerstoff und weitere Sondenkerne. Durch Kombination von Experimenten mit Computersimulationen entschlüsseln wir so viele Details des komplexen Ladungstransports in Festkörpern und weichen Materialien wie z.B. Polymerelektrolyten. Zusätzlich wenden wir die frequenzabhängige Leitfähigkeitsspektroskopie und Rheologie an, um herauszufinden, wie atomare Prozesse und technische relevante Eigenschaften in diesen Ionenleitern miteinander verknüpft sind.

Veröffentlichungen

  • R. Böhmer, M. Storek, M. Vogel, NMR studies of ionic dynamics, in: "Modern Methods in Solid-State NMR: A Practitioners Guide", edited by P. Hodgkinson

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