Dispersionsanalyse von Infrarotspektren zufällig orientierter uniaxialer Materialien

• Antragsteller: Privatdozent Dr. Thomas Mayerhöfer
• Fachliche Zuordnung: Analytische Chemie ; Physikalische Chemie von Festkörpern und Oberflächen, Materialcharakterisierung
• Förderung: Förderung seit 2025
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 554544354

Um die Infrarot-optischen Eigenschaften von Materialien zu bestimmen, sind Einkristalle im Allgemeinen vorteilhaft. Da die Herstellung von Einkristallen jedoch oft kompliziert ist, werden stattdessen typischerweise polykristalline Proben verwendet. Für Materialien mit nicht kubischer Symmetrie zeigen polykristalline Materialien einen Kristallitgrößeneffekt. In mikrohomogenen Proben ergibt sich eine skalare dielektrische Funktion, während in mikroheterogenen Proben das Licht die einzelnen Kristallite erkennt und von Null verschiedene Kreuzpolarisations-Terme resultieren. Folglich ändern sich die Formen, relativen Intensitäten und Positionen der Banden. Weder mikrohomogene noch mikroheterogene Proben können alleine für eine sinnvolle Dispersionsanalyse verwendet werden. Wenn jedoch beide Probentypen verfügbar sind, sollte es möglich sein, die zwei Hauptkomponenten der dielektrischen Tensorfunktion für optisch einachsige Materialien zu bestimmen. Daher zielt das vorgeschlagene Projekt darauf ab, eine neue Art der Dispersionsanalyse für polykristalline einachsige Materialien zu entwickeln, die die Bestimmung von Oszillatorparametern und optischen Konstanten aus zwei prinzipiellen Spektren ermöglicht, in diesem Fall das einer mikrohomogenen und das einer mikroheterogenen Probe. Weiterhin sollen auch Möglichkeiten untersucht werden, in denen eines dieser beiden Hauptspektren durch ein Spektrum einer orientierten polykristallinen Probe ersetzt wird, bei der die c-Achse senkrecht zur Oberfläche ausgerichtet ist. Darüber hinaus wird das Projekt die Relevanz des Kristallitgrößeneffekts in der molekularen Infrarotspektroskopie untersuchen, insbesondere für organische und biologische Materialien mit typischerweise kleinen Oszillatorstärken. Die Ergebnisse dieses Projekts werden voraussichtlich direkte Auswirkungen auf die quantitative Analyse von Infrarotspektren haben, einschließlich solcher Methoden, die Bandenfits beinhalten und sich mit der Analyse organischer und biologischer Materialien beschäftigen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen