Impedanzspektrometer sind hochpräzise Messgeräte, die zur Bestimmung der frequenzabhängigen elektrischen Eigenschaften von Materialien, Bauteilen oder elektrochemischen Systemen eingesetzt werden. Sie erfassen die Impedanz, also das Verhältnis von Wechselspannung zu Wechselstrom, in Abhängigkeit von der Frequenz. Dadurch lassen sich Rückschlüsse auf Prozesse wie Ladungstransfer, Diffusion oder Polarisationsvorgänge ziehen.
Am Institut stehen zwei Impedanzspektrometer zur Verfügung, die ein breites Spektrum an Messanforderungen abdecken. Das erste Gerät ist der 1260A Impedance Analyzer von Solartron Analytical. Mit einem Frequenzbereich von 10 µHz bis 32 MHz und einer außergewöhnlichen Auflösung von 0,015 ppm ermöglicht er die Untersuchung nahezu aller chemischen und molekularen Mechanismen. Seine Messgenauigkeit von 0,1 % und die Auflösung bis 0,001 dB erlauben äußerst präzise Analysen auch bei sehr hohen Impedanzen über 100 MΩ. Das Gerät nutzt die patentierte Single-Sine-Korrelationstechnik von Solartron Analytical, die Störrauschen und harmonische Verzerrungen effektiv eliminiert. Zudem bietet es eine Polarisationsspannung bis ±40,95 V. Für die Auswertung und Steuerung steht die bekannte ZPlot-Software zur Verfügung, die Experimente vereinfacht und den Durchsatz optimiert.
Das zweite Gerät, der IM6 von Zahner, deckt einen Frequenzbereich von 10 µHz bis 8 MHz ab und erreicht eine Messgenauigkeit von unter 0,01 % bei einer Auflösung von 0,01 %. Mit einem Ausgangsstrom von ±3 A und neun Erweiterungssteckplätzen lässt sich das System flexibel an unterschiedliche Messanforderungen anpassen. Es zeichnet sich durch ultrahohe Genauigkeit und minimale Störeinflüsse aus. Die mitgelieferte Thales-Software unterstützt eine Vielzahl standardisierter Methoden und erleichtert die Anpassung an verschiedenste experimentelle Szenarien.
Beide Systeme ergänzen sich optimal und ermöglichen eine umfassende, präzise Charakterisierung elektrochemischer und materialwissenschaftlicher Prozesse über einen weiten Frequenzbereich hinweg.
