Münster 1999 – wissenschaftliches Programm

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TT: Tiefe Temperaturen

TT 13: Amorphe Systeme

TT 13.4: Vortrag

Mittwoch, 24. März 1999, 16:15–16:30, F2

Anomaler Isotopeneffekt von OH⁻- bzw. OD⁻-Tunnelsystemen — •S. Ludwig, A. Bredereck und C. Enss — Institut für Angewandte Physik, Universität Heidelberg, Albert-Ueberle-Str. 3-5, D-69120 Heidelberg

Seit über 30 Jahren ist bekannt, daß OH⁻-Moleküle in bestimmten Alkalihalogenidkristallen Tunnelzustände bilden. In diesem Zusammenhang sind beispielsweise OH⁻-Defekte in KCl-Kristallen besonders eingehend untersucht worden. Über Tunnelzustände von OD⁻-Molekülen in Alkalihalogenidkristallen ist dagegen bislang nur wenig bekannt. Wir haben daher dielektrische Experimente an verschiedenen OD-dotierten Kristallen durchgeführt und die Ergebnisse mit denen für die entsprechenden OH-dotierten Kristalle verglichen. Überraschenderweise zeigte sich, daß die Tunnelwahrscheinlichkeit des schwereren Systems OD⁻, sowohl in KCl als auch in NaCl deutlich größer ist als die des leichteren Ions OH⁻. In beiden Wirtskristallen besitzen die OH⁻ bzw. OD⁻-Defekte jeweils sechs energetisch äquivalente Einbaulagen, wobei die elektrischen und elastischen Momente der OH⁻-Moleküle entlang der ⟨ 100⟩-Richtung des Kristalls ausgerichtet sind. Vergleichbare Messungen an Wirtskristallen wie LiF, in denen die Hydroxyldefekte in ⟨ 111⟩-Richtung orientiert sind, zeigen dagegen keinen anomalen Isotopeneffekt. Wir stellen die experimetellen Ergebnisse vor und diskutieren mögliche Erklärungen.