Regensburg 2002 – wissenschaftliches Programm

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DF: Dielektrische Festkörper

DF 4: Keramiken, Gradientenwerkstoffe und Relaxoren

DF 4.1: Hauptvortrag

Dienstag, 12. März 2002, 14:30–15:10, 11

Diffusion und Ionenleitung in nanokristallinen Keramiken — •Paul Heitjans — Institut für Physikalische Chemie und Elektrochemie, Universität Hannover

Zu den zahlreichen Eigenschaften polykristalliner Festkörper, die sich bei Reduzierung der Korngröße bis in den Nanometerbereich z. T. drastisch ändern, zählen atomare Diffusivität und Ionenleitfähigkeit. Dies geht insbesondere auf den hohen Volumenanteil und die strukturelle Fehlordnung der Grenzflächenzonen nanokristalliner Materialien zurück. Es wird über Untersuchungen unserer Arbeitsgruppe mit Hilfe der NMR- und der Impedanzspektroskopie an nanokristallinen keramischen Lithium-Ionenleitern berichtet. Dabei konnte zwischen mobilen Ionen in den Körnern und den Korngrenzen quantitativ hinsichtlich relativem Anteil und Diffusivität diskriminiert werden. Aufschlussreich für Struktur-Beweglichkeits-Relationen erwiesen sich vergleichende Messungen an den entsprechenden mikrokristallinen und amorphen Materialien. Neben einphasigen Modellsystemen wurden auch nanokristalline Kompositkeramiken untersucht. Mit zunehmendem Gehalt einer (ionisch und elektronisch) isolierenden, zweiten Phase nahmen der Anteil schnell beweglicher Li-Ionen und die Leitfähigkeit in der nanokristallinen Mischung zu, in der entsprechenden mikrokristallinen dagegen ab.