Bestimmung der strukturellen Korrelationen in amorphen Materialien mittels Synchrotron- und Neutronenstreuung sowie Reserve-Monte-Carlo-Simulationen

• Antragsteller: Professor Dr. Wolf-Christian Pilgrim
• Fachliche Zuordnung: Physikalische Chemie von Festkörpern und Oberflächen, Materialcharakterisierung ; Experimentelle Physik der kondensierten Materie ; Herstellung und Eigenschaften von Funktionsmaterialien
• Förderung: Förderung seit 2019
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 398143140

Kernergebnisse der ersten Förderperiode waren die erfolgreiche Weiterentwicklung eines Reverse-Monte-Carlo Simulationsprogramms (RMC) für ungeordnete molekulare Systeme und neue Datenreduktions-Software zur Korrektur von Röntgen-Streudaten auf absolute Werte. Die RMC lieferte in Zusammenhang mit so zugänglich gewordenen hochpräzisen Röntgenstreudaten, aber auch durch EXAFS-Daten, erste beeindruckende Strukturresultate für je einen in der Forschergruppe hergestellten amorphen Weißlichtgenerator (WLG) und einen makroskopisch amorphen Second-Harmonics-Generator (SHG). Die Beschränkung auf bisher nur zwei Systeme ist die Folge der Corona Pandemie einerseits, aber auch der Fehleinschätzung über für die Forschungsarbeiten benötigte Manpower in der ersten Förderperiode.In der zweiten Förderperiode sollen die nun zur Verfügung stehenden Instrumente auf weitere organische und anorganische WLGs angewendet werden, um Struktur-Eigenschaftsbeziehungen zu identifizieren, welche die Beschränkung des Effekts auf amorphe Materialien erklären können. Experimentell sollen die Untersuchungen verstärkt auch auf Neutronen-Streuexperimente ausgeweitet werden, um die Korrelationen der organischen Liganden zu verstehen.Die bisherigen Resultate legen außerdem die Existenz eines Schwefelnetzwerks in den {Sn4S6}-WLGs nahe, das als Schwingungsnetzwerk gedeutet werden könnte. Um dies zu untersuchen sollen Inelastische Neutronen Streuexperimente durchgeführt werden. Eine sogenannte Überschuss- Schwingungszustandsdichte in amorphen Systemen ist seit langem gut bekannt (Bose-Peak). Die Frage soll auch hier angesprochen werden.

• DFG-Verfahren: Forschungsgruppen
• Teilprojekt zu: FOR 2824: Amorphe molekulare Materialien mit extrem nichtlinearen optischen Eigenschaften