Paarverteilungsfunktion (PDF)

  ZnO PDF Urheberrecht: © Mirijam Zobel

Die Paarverteilungsfunktion (PDF) entspricht einem Histogramm interatomarer Abstände. Jedes Atom der Probe dient als beliebiges Zentrum, von dem aus alle interatomaren Abstände zu allen anderen Atomen gemessen werden. Alle interatomaren Abstände werden summiert und über den Radius r projiziert.

Die Abbildung zeigt die ab-Ebene der wurtzitischen Kristallstruktur von Zinkoxid (ZnO) mit blauen Zn- und roten O-Atomen. Die Summe der interatomaren Abstände ist beispielhaft für ein blaues Zn-Atom gezeigt, das als Zentralatom dient. Folglich entspricht wie in einem Histogramm jeder Peak einer Entfernung, in der benachbarte Atome höchstwahrscheinlich in der Probe gefunden werden.

Das PDF wird aus Röntgen- oder Neutronenstreuungsdaten gewonnen, gelegentlich aus Elektronenbeugung. Wir haben ein Labor-PDF-Diffraktometer in unserer Arbeitsgruppe. Darüber hinaus werden hochwertige PDF-Daten in großen Forschungseinrichtungen gesammelt, wobei häufig energiereiche Röntgenstrahlen (50 - 70 keV) verwendet werden, um die Streudaten bis zu sehr großen Beugungswinkeln zu messen.

Labordiffraktometer für PDF-Messungen

Wir haben ein Labordiffraktometer in Transmissionsgeometrie entwickelt, das hinsichtlich der instrumentellen Auflösung und des geringen Hintergrunds über den bisherigen Stand der Technik hinausgeht.

Wichtige Fakten: STOE STADI P MYTHEN2 4K mit

  • Kapillarübertragungsmodus mit einer Ag-Anode
  • Mythen2 4K-Detektormodul (Dectris)
  • Übertragungskapillargeometrie mit Kapillarspinner
  • Q-Bereich von 0,3 - 21 inversem Angstroem (144 °)
  • Hochgeschwindigkeits-XRD über einen 2-Theta-Bereich von 72 ° (Q = 13 Å-1) oder qualitativ hochwertiges PDF über einen 2-Theta-Bereich von 144 ° (Q = 21 Å-1)
  • Messzeit für Nanopartikelpulver: ca. 6 Stunden
  • Heizkammer bis 950 ° C

Publikationen zu dem Instrument:

S .J. L. Thomä, N. Prinz, Th. Hartmann, M. Teck, S. Correll, M. Zobel, Pushing data quality for laboratory pair distribution function experiments, Rev. Sci. Instrum. 90, 043905 (2019), https://doi.org/10.1063/1.5093714

Weitere Publikationen zu STOE STADI P MYTHEN2 4K:

S. Weiß, M. Ertl, S. D. Varhade, A.V. Radha, W. Schuhmann, J. Breu, C. Andronescu, Trivalent iron rich CoFe layered oxyhydroxides for electrochemical water oxidation, Electrochimica Acta (2020), 350, 136256, https://doi.org/10.1016/j.electacta.2020.136256

Schlem, Roman; Banik, Ananya; Eckardt, Mirco; Zobel, Mirijam; Zeier, Wolfgang G.*, Na3-xEr1-xZrxCl6 - A halide-based fast sodium-ion conductor with vacancy-driven ionic transport, ACS Appl. Energy Mater. (2020) 3, 10, 10164–10173, https://doi.org/10.1021/acsaem.0c01870

Prinz, Nils; Schwensow, Leif; Wendholt, Sven; Jentys, Andreas; Bauer, Matthias*; Kleist, Wolfgang*; Zobel, Mirijam* Hard X-ray-based techniques for structural investigations of CO2 methanation catalysts prepared by MOF decomposition, Nanoscale (2020), 12, 15800 - 15813, https://doi.org/10.1039/D0NR01750G

R. Schlem, et al., Mechanochemical Synthesis: A Tool to Tune Cation Site Disorder and Ionic Transport Properties of Li3MCl6 (M = Y, Er) Superionic Conductors, Adv. Energy Mater. 2019, 1903719, https://doi.org/10.1002/aenm.201903719

A. Gautam, et al., Rapid crystallization and kinetic freezing of site-disorder in the lithium superionic argyrodite Li₆PS₅Br, Chem. Mater. (2019), https://doi.org/10.1021/acs.chemmater.9b03852

P. Lyu, et al., Structure Determination of the Oxygen Evolution Catalyst Mössbauerite J. Phys. Chem. C (2019) 123, 41, 25157-25165, https://doi.org/10.1021/acs.jpcc.9b06061