Mößbauer-Spektrometer im Magnet-Kryostat

• Fachliche Zuordnung: Molekülchemie
• Förderung: Förderung in 2019
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 424956795

Die Mößbauer-Spektroskopie ist eine elementspezifische Spektroskopie der Zustände von Atomkernen, wobei über Kern-Elektron-Wechselwirkungen auch Informationen über die elektronischen Zustände der adressierten Atome gewonnen werden. Diese Untersuchungsmethode hat sich als besonders wertvoll und aussagekräftig für das Element Eisen erwiesen, und sie hat daher besondere Bedeutung für die bioanorganische Chemie und die bioinspirierte Koordinationschemie, aber auch für viele andere Wissenschaftsbereiche in denen Eisenverbindungen untersucht werden. In Abwesenheit eines externen Magnetfelds aufgenommene Mößbauer-Spektren weisen für absorbierende Eisenkerne in der Regel ein Dublett (2-Linien Spektrum) auf, und die daraus ermittelten Parameter (sowie ihre Temperaturabhängigkeit) liefern Informationen u.a. über Spin- und Oxidationszustände der Eisenkerne oder Moleküldynamiken auf der Mößbauer-Zeitskala, sowohl für feste Proben als auch für gefrorene Lösungen. Deutlich darüber hinaus geht die Messung von Mößbauer-Spektren in Anwesenheit eines von außen angelegten Magnetfelds. Hierbei wird das 2-Linien Spektrum durch den Kern-Zeeman-Effekt in ein 6-Linien Spektrum aufgespalten, wodurch sehr wichtige, weitergehende Informationen über die elektronische und magnetische Struktur erst sichtbar werden. So können durch Mößbauer-Spektroskopie im Magnetfeld z.B. Anisotropie-Parameter, magnetische Hyperfeinkopplungen, Asymmetrie-Parameter und Relaxationszeiten ermittelt und damit sehr tiefgehende Einblicke in die Untersuchungsobjekte gewonnen werden. Genau diese Erkenntnisse sind in Forschungsprojekten der Gruppe des Antragstellers, die sich mit biomimetischer Koordinationschemie, bioinspirierter Katalyse sowie mit eisenbasierten molekularen Magneten und Spin-Crossover-Verbindungen beschäftigen, von zunehmender Bedeutung, teils sogar essentiell. Ein Mößbauer-Spektrometer mit Magnetfeld ist in Deutschland nur an ganz wenigen Standorten verfügbar, in Göttingen gibt es bislang keines. Das beantragte Gerät soll zuvorderst den Messbedarf der Gruppe des Antragstellers und kooperierender Partnergruppen decken. Dafür soll durch einen neuartigen magneto-optischen Kryostaten, der besondere Schwingungsstabilität und hohe Feldhomogenität bietet und temperaturabhängige Messungen unter dem Einfluss von externen physikalischen Stimuli wie Druck oder Licht erlaubt, die Verfügbarkeit einer state-of-the-art Instrumentierung für die magnetfeldabhängige Mößbauer-Spektroskopie etabliert werden.

• DFG-Verfahren: Forschungsgroßgeräte
• Großgeräte: Mößbauer-Spektrometer im Magnet-Kryostat
• Gerätegruppe: 0800 Mössbauer-Meßplätze
• Antragstellende Institution: Georg-August-Universität Göttingen
• Leiter: Professor Dr. Franc Meyer