Dresden 2003 – wissenschaftliches Programm

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DF: Dielektrische Festkörper

DF 7: Poster

DF 7.20: Poster

Mittwoch, 26. März 2003, 14:30–18:00, P2a

Untersuchungen zur F-Diffusion in nanokristallinem BaF ₂ mit NMR-Relaxationszeit- und NMR-Linienform-Messungen — •Sylvio Indris und Paul Heitjans — Institut für Physikalische Chemie und Elektrochemie, Universität Hannover

Es wurde die Diffusion von F-Ionen in nanokristallinem BaF₂ untersucht. Zu diesem Zweck wurden sowohl die statischen ¹⁹F-NMR-Linienformen als auch die Spin-Gitter-Relaxationsraten T₁⁻¹ in Abhängigkeit von der Temperatur bei einer Frequenz von 77 MHz gemessen. Das nanokristalline Material wurde duch Mahlen in einer Hochenergiekugelmühle aus dem mikrokristallinen, d. h. grobkörnigen, Material hergestellt und mit der Röntgenpulverdiffraktometrie untersucht. Nach einer Mahldauer von 16 h ergibt sich eine mittlere Teilchengröße von etwa 20 nm. Die ¹⁹F-NMR-Linienformen wurden im Temperaturbereich von 190 K bis 920 K gemessen und zeigen im mikrokristallinen Material eine strukturlose Linie mit einer Breite von etwa 30 kHz, deren Bewegungsverschmälerung bei 630 K einsetzt. Dagegen zeigt das nanokristalline Material bei Temperaturen oberhalb von 450 K zwei Anteile in der Linienform. Diese repräsentieren die immobilen F-Ionen im Innern der Kristallite bzw. die schnelleren F-Ionen in den strukturell ungeordneten Grenzflächen. Die NMR-Spin-Gitter-Relaxationsrate ist im nanokristallinen Material deutlich erhöht und zeigt eine geringere Aktivierungsenergie als im mikrokristallinen Material, was ebenfalls auf eine schnellere Diffusion hinweist.