Infrarot-Spektroskopie und Dampfdruckmessungen an Silikaten

Im Rahmen dieser Arbeit wurden das Verdampfen und die Kondensation von Siliziummonoxid (SiO), Siliziumdioxid (SiO2) und Forsterit (Mg2SiO4) untersucht. Zur Bestimmung der Verdampfungseigenschaften wurde, basierend auf der Effusionsmethode nach Knudsen, eine sehr sensitive UHV-Apparatur aufgebaut. In den ersten Messungen zum Dampfdruck von SiO konnten Literaturdaten reproduziert werden. Die Kondensation der Moleküle wurde auf verschiedenen Substraten in situ mittels Infrarot-Spektroskopie untersucht. Dabei wurde unter anderem die Wechselwirkung der adsorbierenden SiO-Moleküle mit einer Silizium-Oberfläche genauer analysiert. Eine starke Verschiebung der beobachteten Schwingungsfrequenz von anfänglich 860cm-1 hin zum Bulkwert von 982cm-1 für Filmdicken unter 1,2nm konnte direkt auf Änderungen in den mikroskopischen Bindungsparametern zurückgeführt werden. Aus dickeren Filmen konnte die dielektrische Funktion von SiO bestimmt werden. Die Verdampfung von SiO2 führt ebenfalls zu einem SiO-Film mit den gleichen optischen Eigenschaften. Neben den Kondensationsexperimenten wurden IR-Messungen an einzelnen m-großen Forsterit-Körnchen durchgeführt und mit Ensemble-Messungen verglichen.

Autorentext

Markus Klevenz, Dr.rer.nat.: Studium der Physik an den Universitäten Karlsruhe, Santiago de Compostela und Heidelberg. Promotion im Jahr 2009 (Heidelberg).