Pulver-Röntgendiffraktometer

• Fachliche Zuordnung: Chemische Festkörper- und Oberflächenforschung
• Förderung: Förderung in 2025
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 564094362

Mit diesem Antrag soll ein neues Pulver-Röntgendiffraktometer im Rahmen der Berufung von Dr. Simon Krause auf eine W3-Professur für Anorganische Chemie am Institut für Anorganische Chemie II sowie zur Verbesserung der Core Facility EMMA der Universität Ulm angeschafft werden. Die Pulver-Röntgendiffraktion (PXRD) ist der Goldstandard bei der Analyse von mikrokristallinen Festkörperproben im Bulk und findet breite Anwendung in vielen Forschungsbereichen. Mit dieser Technologie möchten wir unter anderem die Struktur-Funktions-Beziehungen von Materialen wie Träger für Wirkstoffe, Photokatalysatoren, Elektroden und Elektrolytmaterialen organischer/hybrider Batterien sowie Quantenmaterialien bestimmen. PXRD ist dafür besonders geeignet, weil sie zur Bestimmung der Kristallstruktur (Rietveld-Methoden), der Bestimmung von Gitterparameter (Pawley-Methoden), der Phasenreinheit und -zusammensetzung, des Kristallinitätsgrades und der Kristallgröße (Debye-Scherrer-Methoden), der Phasenübergänge und des Vorhandenseins von Gastspezies in porösen Systemen verwendet werden kann. Die PXRD ergänzt und erweitert somit die kristallografische Strukturaufklärung mittels Einkristall-Röntgendiffraktion und ermöglicht die Analyse mikrokristalliner Proben. Die zu untersuchenden Materialien zeichnen sich auf Grund der Leichtelemente und Porosität durch eine geringe Röntgenabsorption aus und zeigen teils große Einheitszellen. Zum Ausbau der Core Facility EMMA der Universität Ulm und basierend auf aktuellen und zukünftigen Forschungsprojekten benötigt ein für unsere Anforderungen passendes PXRD System folgende Eigenschaften und Komponenten: 1) Ein Diffraktometer in Debye-Scherrer Geometrie (Transmissionsmessung); 2) Eine Cu K alpha Röntgenquelle mit zwei Arbeitsplätze (Doppelgoniometern Konfiguration); 3) Ein hochempfindliches Detektorsystem mit großer Abdeckung; 4) Eine Thermostatanlage zur Messung unter definierter Temperatur (80 - 400 K); 5) Eine Goniometerkonfiguration für Kapillarmessung und Hochdurchsatz. Mit dieser Konfiguration haben Arbeitsgruppen der Universität Ulm nicht nur die Möglichkeit Daten von hoher Qualität in kurzer Messzeit für eine Vielzahl an Proben zu erfassen, aber auch ihre Messungen unter unterschiedlichen Umgebungsbedienung durchzuführen. Die Doppelgoniometer Konfiguration ist dabei besonders effizient, nachhaltig und variabel, was zu einer optimalen Analyse eines breiten Probenspektrums bei hohem Probenaufkommen führt.

• DFG-Verfahren: Forschungsgroßgeräte
• Großgeräte: Pulver-Röntgendiffraktometer
• Gerätegruppe: 4011 Pulverdiffraktometer
• Antragstellende Institution: Universität Ulm
• Leiter: Professor Dr. Simon Krause