Röntgenabsorptionsspektrometer

• Fachliche Zuordnung: Physik der kondensierten Materie
• Förderung: Förderung in 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 537544951

Die Röntgenabsorptionsspektroskopie (XAS) ist eine der wichtigsten Methoden zur Charakterisierung von metallhaltigen Festkörperverbindungen. Sie findet breite Anwendung in Festkörperforschung, Magnetismus, Katalyse und Energiespeicherung. Üblicherweise werden die meisten XAS-Untersuchungen an Synchrotronen durchgeführt, wo hohe Photonenflüsse und einstellbare Röntgenwellenlängen zusammen mit speziell angefertigten Röntgenoptiken und Detektoren zur Verfügung stehen. In den letzten zehn Jahren wurden dank der Einführung von Mikrofokus-Röntgenröhren mit hohem Photonenfluss die ersten laborgestützten XAS-Systeme verfügbar. An der Johannes Gutenberg-Universität Mainz (JGU) nutzen eine Reihe von Arbeitsgruppen des Fachbereichs Chemie und des Instituts für Physik regelmäßig Synchrotron-basierte XAS zur Untersuchung von Materialien für Katalyse, Elektrokatalyse, Photo(elektro)katalyse, Oberflächenforschung und Magnetismus. Aufgrund der kompetitiven Vergabe von Synchrotronstrahlzeit ist der regelmäßige und rechtzeitige Zugang zu XAS jedoch nicht trivial. Dies ist besonders problematisch, wenn langfristige Versuchsreihen oder die Entwicklung von Methoden, z. B. für die in situ/operando XAS-Spektro-Elektrochemie, angestrebt werden. Um derartige Untersuchungen vor Ort am Campus Mainz der JGU zu ermöglichen, zielt dieser Antrag darauf ab, Mittel für das erste laborbasierte XAS-System in Mainz und - nach unserem Kenntnisstand - in ganz Rheinland-Pfalz und den Rhein-Main-Universitäten (RMU, d.h. JGU, TU Darmstadt, Goethe-Universität Frankfurt) zu etablieren. Basierend auf den Anforderungen der experimentellen Gruppen zielt dieser Antrag auf die Installation eines hochleistungsfähigen Labor-Röntgenanalysesystems ab, das mit zwei Röntgenquellen, einem automatischen Probenwechselsystem für Auto-Sampling und einer individuell optimierten Röntgenoptik für die Aufnahme hochwertiger XANES- (X-ray absorption near-edge structure) und EXAFS- (extended X-ray absorption fine-structure) Daten ausgestattet ist. Ausgehend von der aktuellen und geplanten Forschung an der JGU sowie den strategischen Entwicklungen in den Bereichen Nachhaltigkeit, Katalyse und Materialien erwarten wir, dass das System langfristig einen wichtigen strategischen Beitrag für die Chemie, Physik, Material- und Geowissenschaften in Mainz und dem weiteren akademischen Umfeld in Rheinland-Pfalz und der Rhein-Main-Region leisten wird.

• DFG-Verfahren: Forschungsgroßgeräte
• Großgeräte: Röntgenabsorptionsspektrometer
• Gerätegruppe: 4030 Röntgenfluoreszenz-Spektrometer
• Antragstellende Institution: Johannes Gutenberg-Universität Mainz
• Leiter: Professor Dr. Carsten Streb