Resonante Röntgenmethoden und Kristallmodellierung

Die Arbeitsgruppe unter der Leitung von Prof. Dr. Matthias Zschornak widmet sich sowohl den experimentellen und theoretischen Aspekten resonanter Röntgenmethoden, der Weiterentwicklung entsprechender Probenumgebungen an Synchrotronforschungseinrichtungen, als auch der Modellierung der elektronischen Struktur von Kristallen und abgeleiteten Eigenschaften. 

Die zentralen materialbezogenen Fragestellungen der Gruppe betreffen das Verhalten und die Eigenschaftsänderung von Kristallen bei Phasenumwandlungen durch Temperatur, externe physikalische Felder und den Einbau von Defekten, insbesondere bei Oxiden, Halbleitermaterialien, Seltenerdverbindungen, Pyroelektrika sowie ferroelektrischen Dünnschichten und 2D-Materialien.

Die Arbeitsgruppe widmet sich nicht nur der methodischen, sondern auch der apparativen Weiterentwicklung von Synchrotronexperimenten. Dies beinhaltet u. a. eine individuell angepasste Probenkammer, die im Rahmen eines vom BMBF geförderten Verbundprojekts mit dem Schwerpunkt „Erforschung kondensierter Materie an Großgeräten“ für die Beamlines P23 und P24 am DESY konzipiert und konstruiert wurde, um Proben mittels elektrischer Felder unter variablen Temperaturen zu manipulieren und in situ zu untersuchen. Die Kammer wird nun in den neuen Laborräumen am ZeHS weiterentwickelt.

Der Sonderaufbau eines STADIVARI-Diffraktometers, der die Forschungsmöglichkeiten der Arbeitsgruppe maßgeblich erweitert hat, wurde zusammen mit der Firma STOE & Cie GmbH so entwickelt, dass Probenkammern wie die Nordseekammer von über 10 kg Gewicht für Röntgenbeugungsexperimente auch im Labor zum Einsatz kommen können.

Darüber hinaus wird aktuell zum innovativen Design von neuartigen 2D-Materialien geforscht, maßgeblich durch Dr. Muthu Vallinayagam, einem Post-Doc der Arbeitsgruppe, der auf diesem Fachgebiet eine intensive Kooperation mit Prof. Murali Devaraj vom Indian Institute of Information Technology, Design & Manufacturing in Kurnool aufgebaut hat.