Am Beginn vieler festkörperphysikalischer Untersuchungen steht die Aufklärung der kristallinen und magnetischen Struktur. Dafür stehen verschiedene Möglichkeiten zur Verfügung. In dieser interfakultären Vorlesung werden den Hörern verschiedene Aspekte der Analyse von Festkörpern nahe gebracht. Nach einer allgemeinen Einführung in die Kristallographie werden in drei Teilen Mess- und Analyseverfahren unter Verwendung von Röntgen-, Neutronen- und ¿-Strahlen vorgestellt. Dabei werden jeweils die Erzeugung der Strahlung, die an der Universität, sowie an Großforschungseinrichtungen vorhandenen Messapparaturen, sowie die Möglichkeiten der Analyse der gewonnenen Daten diskutiert. Ziel der Vorlesung ist nicht die detaillierte theoretische Fundierung einzelner Experimente, sondern einen breiteren Überblick über verschiedene Experimente zu geben, um die Möglichkeiten und Grenzen der verschiedenen Messmethoden aufzuzeigen, und den Studenten zu ermöglichen die im Rahmen von Diplomarbeiten bzw. Dissertationen im Zusammenhang mit der Struktur auftretenden festkörperphysikalischen Problemstellungen mit den jeweils am besten geeigneten Methoden behandeln zu können. Dies soll vor allem mit Hilfe vieler Beispiele aus der aktuellen Forschung erfolgen.

1. Kristallographie und Röntgenbeugung: · Angewandte Kristallographie (Strukturbeschreibung, Symmetrien, Ideal- und Realkristall) · Experimentelle Kristallographie ( Röntgenquellen, Detektoren, Diffraktometer, Signalaufbereitung, Grenzen der Methode) · Datenbanken für Strukturen (ICSD, PDF) · Strukturanalyse (Pulver- und Einkristalldiffraktometrie) · Analyse (Einkristallstrukturanalyse; Rietveldverfeinerung: Atomart, Atomlagen, Kristallitgröße, Spannungen, Textur, Phasenanalyse) · Computerprogramme (Powdercell, Topas, ShelX, Xtal) · Beispiele (Spinell, Lavesphasen, Supraleiter, Perowskite) 2. Neutronenspektroskopie · Experimentelle Neutronenspektroskopie (Neutronenquellen, Flugzeitmethode, Streulängen, Instrumente und Komponenten, Streuwirkungsquerschnitte, Detektoren) · Strukturanalyse mit Neutronen (Pulver- und Einkristalldiffraktometrie) · Neutronenspektroskopie (kinematische Grundlagen, Dreiachsen-, Flugzeit- und Rückstreuspektrometer, Phononenanregung, magnetische Anregungen) · Polarisierte Neutronen (Neutronenstreulängen, Wirkungsquerschnitt, Polarisatoren) · Beispiele (Magnetisierungsdichteverteilung, Spindynamik, Spinfluktuationen, Hochtemperatursupraleiter) 3. Mössbauerspektroskopie · Theoretische Grundlagen (Linienbreite, Energieauflösung, Rückstossfreie Kernresonanz, Lamb-Mössbauer-Faktor, second-order-Dopplershift) · Hyperfeinwechselwirkungen (Isomerieverschiebung, Kern-Zeemann-Effekt, Quadrupolaufspaltung) · Experiment (Aufbau, ¿-Quellen, Detektoren, Antriebe, Signalaufbereitung) · Analyseverfahren (iterative Verfahren, Verteilungen, Programme) · Beispiele (Phasenanalysen, Bestimmung der Gravitationsrotverschiebung, magnetisch geordnete Materialien, Diffusionsprozesse)

G.E.Bacon, Neutron Diffraction, Clarendon Press, Oxford 1975 Neutron Scattering Eds.:T.Brückel, G.Heger, D.Richter, R.Zorn, Forschungszentrum Jülich 2005 Polarized Neutron Scattering, Eds.: T.Brückel, W.Schweika, Forschungszentrum Jülich 2002 An Introduction to Mössbauer Spectroscopy, Ed. L.May, Plenum Press 1971 Horst Wegener: Der Mössbauereffekt und seine Anwendung in Physik und Chemie