Erneuerung eines Röntgenpulverdiffraktometers für flexiblen Einsatz in Diffraktion und Totalstreuung

• Fachliche Zuordnung: Chemische Festkörper- und Oberflächenforschung
• Förderung: Förderung seit 2026
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 584147295

Das zu erneuernde Röntgenpulverdiffraktometer mit zwei Messplätzen wurde 2008 in Betrieb genommen und ist in seiner aktuellen technischen Ausstattung für die seither deutlich geänderten wissenschaftlichen Anforderungen und Fragestellungen nicht mehr angemessen ausgestattet. Der Bedarf für Röntgenpulverbeugung als eine der Standardanalysemethoden in der Festkörperchemie ist weiterhin gegeben, um Aussagen zum Beispiel über die vorhandenen kristallinen Phasen, Phasenanteile oder Kristallitgrößen zu ermöglichen. Ein erheblicher Teil der aktuell untersuchten Substanzen ist fehlgeordnet, nanokristallin oder amorph. Hier stößt die klassische Röntgenbeugung an ihre methodischen Grenzen. Neben den Bragg-Reflexen zeigen derartige Proben erhebliche Anteile diffuser Streuung, die ebenso strukturelle Informationen enthält. Diese sind über Totalstreuungsexperimente und Berechnung der Paarverteilungsfunktion zugänglich, was eine Analyse von Strukturen im Realraum erlaubt. Für diese Messungen sind speziell ausgestattete Röntgenpulverdiffraktometer notwendig, die es erlauben sehr gute Datensätze mit diesen Laborgeräten zu erhalten. Die beantragte Erneuerung umfasst im Wesentlichen einen neuen Detektor auf einem Messplatz um eine hohe Signalintensität auf der jetzt eingesetzten harten Strahlung sicherzustellen, sowie einen Neuausbau des zweiten Messplatzes für Totalstreungsexperimente zur Berechnung der Paarverteilungsfunktion (PDF) und einen neuen Röntgengenerator. Weiterhin sind Komponenten eingeschlossen, um zwischen monochromatischer Molybdän- und Silberstrahlung wechseln zu können, was eine Anpassung an die methodischen und analytischen Anforderungen erlaubt. Mit der beantragten Ertüchtigung wird das analytische Portfolio des Instituts zur Erforschung der Materialchemie heterogener Katalysatoren erheblich erweitert. Das Gerät wird weiterhin im Service auch allen Arbeitsgruppen der CAU zur Verfügung stehen. Als potentiell Nutzende sind insbesondere Gruppen sowohl am Institut aber auch darüber hinaus an der Technischen Fakultät und in den Geowissenschaften zu erwarten. Weiterhin sind die im Forschungsschwerpunkt KiNSIS (Kiel Nano Surface and Interface Science) gebündelten Gruppen zu nennen. Zudem soll das Gerät auch in der Lehre eingesetzt werden, um Studierende im Masterstudium frühzeitig in Kontakt mit der Methode der Paarverteilung zu bringen.

• DFG-Verfahren: Forschungsgroßgeräte
• Großgeräte: Erneuerung eines Röntgenpulverdiffraktometers für flexiblen Einsatz in Diffraktion und Totalstreuung
• Gerätegruppe: 4011 Pulverdiffraktometer
• Antragstellende Institution: Christian-Albrechts-Universität zu Kiel
• Leiter: Professor Dr. Malte Behrens