Diffraktometer für Weitwinkel-Röntgenstreuung unter streifendem Einfall (GIWAXS)

• Fachliche Zuordnung: Physikalische Chemie
• Förderung: Förderung seit 2026
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 580404017

Der Forschungsschwerpunkt der Forschungsgruppe liegt auf kristallinen nanoporösen Dünnschichtmaterialien aus metallorganischen Gerüsten (MOF-Dünnschichten) und verwandten Materialien. In unserer Forschung untersuchen wir die Eigenschaften und potenziellen Anwendungen in verschiedenen Bereichen, darunter die Trennung von molekularen Mischungen, Energiespeicherung, Gas-/Dampf-Sensorik und intelligente/reaktive Materialien. Diese Projekte werden unter anderem durch die Europäische Union (ERC Consolidator Grant) und die DFG finanziert. Diese Anwendungen basieren auf grundlegenden physikalisch-chemischen Prozessen in den nanoporösen kristallinen Filmen, wie der Adsorption und Diffusion von Gastmolekülen, der elektronischen, ionischen und protonischen Leitung sowie auf lichtinduzierten Prozessen wie Photoleitung und Photoisomerisierung. Ein Ziel der Gruppe ist es, ein umfassendes Verständnis dieser Prozesse und der molekularen Wechselwirkungen zu erlangen. Dieses gründliche Verständnis erfordert eine präzise Charakterisierung der Struktur des Materials. Daher wird dringend ein Diffraktometer für Weitwinkel-Röntgenstreuung unter streifendem Einfall (GIWAXS) benötigt, das auch Messungen der Röntgenbeugung in der Ebene (ip-XRD) und außerhalb der Ebene (oop-XRD) ermöglicht, um die kristallinen Dünnschichten präzise zu charakterisieren. Für Hochdurchsatzmessungen, die eine Charakterisierung vieler Proben in kurzer Zeit ermöglichen (erforderlich für die Etablierung und Optimierung der Synthese neuartiger funktioneller MOF-Filme), sowie für eine effiziente Nutzung der Messzeit ist das System mit einem automatischen Probenwechselsystem ausgestattet. Dies ermöglicht die Charakterisierung der Dünnschichtproben mit verschiedenen Messmoden, darunter GIWAXS und ip-XRD sowie oop-XRD für eine große Anzahl von Proben. Techniken zur präzisen Charakterisierung kristalliner Dünnschichten, wie GIWAXS, fehlen an der FU Berlin und in Berlin generell. Daher ist das eingesetzte Gerät von grundlegender Bedeutung für die zukünftige Forschung an dünnen funktionellen Kristallschichten sowie für die physikalische Chemie und die Materialforschung in Berlin.

• DFG-Verfahren: Forschungsgroßgeräte
• Großgeräte: Diffraktometer für Weitwinkel-Röntgenstreuung unter streifendem Einfall (GIWAXS)
• Gerätegruppe: 4010 Einkristall-Diffraktometer
• Antragstellende Institution: Freie Universität Berlin
• Leiter: Professor Dr. Lars Heinke