Nicht-Gleichgewichtszustände in kondensierter Materie

Die Kenntnis über Mechanismen und Kinetik von Festkörper-Reaktionen und Phasenumwandlungen kann dazu verwendet werden, um Nicht-Gleichgewichtszustände mit interessanten Eigenschaften zu präparieren. Die Untersuchung von strukturellen und dynamischen Eigenschaften von derartigen Übergangszuständen ist ein zentrales Thema unserer Forschungsarbeiten.

Als ein Beispiel haben wir Entmischungsreaktionen zunächst in Silber-Alkali-Halogeniden als Modellsystemen detailliert untersucht. Dabei konnten je nach Temperatur zwei Mechanismen klar voneinander getrennt werden – Keimbildung und spinodale Entmischung. Wir konnten zeigen, dass der Prozess der Phasentrennung durch Wahl der Auslagerungsbedingungen kontrolliert werden kann, so dass sich wohl definierte und vorhersagbare Nicht-Gleichgewichtszustände erzeugen lassen. Einige Details dieser Untersuchungen finden sich hier. Als eine erste Anwendung ist es gelungen, die periodischen Konzentrationsverteilungen zu nutzen, um Oberflächen-Reliefstrukturen mit charakteristischen Wellenlängen von einigen 100 nm zu erzeugen.

Ein weiteres Beispiel für Nicht-Gleichgewichts-Untersuchungen ist die Beobachtung von Schalteigenschaften modulierter Ferroelektrika unter dem Einfluss eines gepulsten elektrischen Feldes. Dabei konnten wir intermediäre Zustände identifizieren, die durch diffuse Streuphänomene charakterisiert sind. Die Konkurrenz zwischen elektrischer Polarisation einerseits und mechanischen Spannungen andererseits bestimmt dabei den Mechanismus der ferroelektrischen Phasenübergänge.



 
Institut für Physikalische Chemie Tammannstrasse 6
37077 Göttingen