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Genaue Messungen

möglich

Leistungsfähiges Spektrometer liefert Erkenntnisse zu Molekülbewegungen

Fotos: Fritze

lektrischen Spektrometer steht in der

Arbeitsgruppe Angewandte Physik kon­densierter Materie der Universität Potsdam. Mit ihm werden die Bewegungen von Molekülen zum Beispiel in Polymeren untersucht und damit wichtige Erkenntnisse zur Struktur dieser Stoffe und zur Dynamik ihrer Bausteine gewon­nen. Das Prinzip ist einfach: Viele Stoffe enthal­ten elektrisch polare Moleküle. Diese werden in einem elektrischen Wechselfeld zu Schwingun­gen angeregt. Da Bindungskräfte und strukturel­le Barrieren im Material diese Bewegung behin­dern, bleibt die Molekülschwingung hinter der Anregung zurück. Die Messung dieser zeitlichen Verzögerung— der Phasenverschiebung— liefert die gesuchten Informationen. Die Leistungsfä­higkeit des Potsdamer Geräts beruht auf zwei Eigenschaften. Zum einen gestattet es vollauto­matische Messungen über 15 Frequenzdekaden

E ines der weltweit leistungsfähigsten die­

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des elektrischen Wechselfeldes, vom Mikrohertz­bis in den Gigahertzbereich, bei Temperaturen zwischen-150 und+450 Grad Celsius. Das Wesentliche ist jedoch die hohe Empfindlichkeit. Es können Phasenverschiebungen von weniger als 1/1000 Grad nachgewiesen werden. Damit

wird es möglich, Materialien zu untersuchen, deren Bausteine nur sehr schwach polar sind. Durch einen Trick gelang es sogar, die Bewegun­gen elektrisch neutraler Moleküle sichtbar zu machen. Dazu werden diese mit polaren Baustei­nen„dekoriert“. So konnte erstmals ein Über­gang des Polyethylens vom flüssigen zum glas­förmigen Zustand sicher nachgewiesen werden. Beim Werkstoff Teflon soll das Dekorieren mit polaren Molekülen Ladungsträgerfallen aufspü­ren, die vermutlich für dessen außergewöhnlich gute Ladungsspeichereigenschaften verantwort­lich sind.

Peter Frübing

Im Uni-Institut für Physik steht eines der weltweit leistungs­fähigsten Spektrometer.

Dr.Peter Frübing ist wis­senschaftlicher Mitarbei­ter an der Professur

Angewandte Physik kondensierter Materie im Institut für Physik der Universität Potsdam.

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