Regensburg 2000 – wissenschaftliches Programm

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M: Metallphysik

M 10: Nanokristalle

M 10.8: Vortrag

Mittwoch, 29. März 2000, 16:30–16:45, H6

Diffusion in nano- und mikrokristallinen Li₂O:B₂O₃-Kompositen untersucht mit der NMR-Spektroskopie — •S. Indris und P. Heitjans — Institut für Physikalische Chemie und Elektrochemie, Universität Hannover, Callinstr. 3-3A, D-30167 Hannover

Li₂O:B₂O₃-Komposite zeigen beim Vergleich von nano- und mikrokristallinem Material überraschende Eigenschaften in der elektrischen Leitfähigkeit, also in der langreichweitigen Diffusion der Li-Ionen, was diese Materialien zu Modellsubstanzen bei der Suche nach neuartigen Festkörperelektrolyten macht. Zum besseren Verständnis dieses Verhaltens wurden die nano- und mikrokristallinen (1-x)Li₂O:xB₂O₃-Komposite mit Methoden der NMR-Spektroskopie am ⁷Li-Sondenkern untersucht. Diese Experimente geben u.a. Aufschluss über lokalisierte Sprungprozesse der Li-Ionen und damit über die kurzreichweitige Diffusion dieser Ladungsträger. Die nanokristallinen keramischen Substanzen Li₂O und B₂O₃ wurden durch Kugelmahlen hergestellt. Mahldauern von bis zu 16 Stunden ergeben mittlere Kristallitgrößen von etwa 20 nm. Die Komposit-Proben wurden in der Zusammensetzung x=0...0,9 präpariert und mit den Methoden der Transmissionselektronenmikroskopie (TEM), Röntgendiffraktometrie (XRD) und Differentiellen Thermoanalyse (DTA) charakterisiert. Gemessen wurden die ⁷Li-T₁-Relaxationszeiten im Temperaturbereich von 130 K bis 500 K bei Larmor-Frequenzen von 28 MHz bis 97 MHz. Außerdem wurde die Bewegungsverschmälerung der NMR-Linienformen untersucht und daraus der Anteil der mobilen Li-Ionen in den strukturell ungeordneten Grenzflächen abgeschätzt.