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Dynamik Vortrag: Mi., 11:00–11:30 M-V5 Inelastic X-ray scattering from phonons: status and perspectives Michael Krisch 1 1 European Synchrotron Radiation Facility, B.P. 220, F-38043 Grenoble Cedex, France Inelastic x-ray scattering (IXS) with meV energy resolution has become a powerful spectroscopic tool in the study of phonon dispersion in condensed matter. The most important aspects distinguishing IXS from the well-established coherent inelastic neutron scattering (INS) techniques are the absence of kinematic limitations and the possibility to study very small sample quantities (down to 10 −5 mm 3 ). This has opened up new possibilities in research fields ranging from biology to geophysics. The aim of the contribution is to illustrate the present capabilities of IXS and to discuss future perspectives.
Dynamik Vortrag: Mi., 11:30–11:50 M-V6 Wasser in neuem Licht — Röntgenspektroskopie liefert neue Erkenntnisse zur Nahordnung in Wasser Philippe Wernet 1 1 BESSY, Albert-Einstein-Strasse 15, D-12489 Berlin So gewöhnlich flüssiges Wasser auch erscheinen mag so außergewöhnlich sind doch seine Eigenschaften. Ein fluktuierendes Netzwerk aus Wasserstoffbrückenbindungen (WBB) verknüpft die außergewöhnlich mobilen Wassermoleküle und bestimmt seine Struktur und seine Eigenschaften. Da WBB aber permanent brechen und neu geformt werden, ist die Struktur flüssigen Wassers äußerst unzugänglich und bis heute umstritten. Uns gelang kürzlich ein neuer Einblick in die Nahordnung von Wasser mit Hilfe Röntgenspektroskopischer Verfahren [1-4]. Die Anwendung von Synchrotronstrahlung mit Energien zwischen 500 und 10000 eV und der Nachweis von Elektronen bzw. Photonen ermöglichte es, Wasser mit Informationstiefen zwischen 1 ˚A und 1 mm zu untersuchen. Einblicke in die Struktur von Wasser wurden aus Absorptionsspektroskopie mit weicher [1] und Raman Streuung mit harter Röntgenstrahlung [3] gewonnen. Diese elementspezifischen, symmetrie-sensitiven, lokalen und ultra-schnellen Methoden geben Aufschluss über die Stärke und die Anzahl der WBB eines Moleküls zu seinen nächsten Nachbarn. So konnten wir die Nahordnung in flüssigem Wasser aus Vergleichen mit bekannten Modellsystemen nämlich der Oberfläche und dem Innern von Eis ermitteln [1]. Danach bildet die Mehrzahl der Moleküle lediglich 2 starke WBB aus, eine auf der Sauerstoffund eine auf der Wasserstoffseite. Die Moleküle in flüssigem Wasser ordnen sich also in Ringen und Ketten und nicht, wie bisher angenommen und vergleichbar dem Innern von Eis, tetraedrisch an. Unser asymmetrisches Modell steht in krassem Widerspruch zum allgemein akzeptierten Wissen. Bei genauerer Betrachtung stellt sich jedoch heraus, dass dieses Wissen auf molekulardynamischen Simulationen basiert und dass unsere neuen Erkenntnisse im Einklang mit etablierten experimentellen Ergebnissen aus der Neutronen- und Röntgenstreuung sind [5]. In diesem Beitrag werden die Methoden eingeführt, die Erkenntnisse werden dargestellt und mit Ergebnissen aus der Neutronen- und Röntgenstreuung und mit molekulardynamischen Simulationen verglichen. Untersuchungen zu Eis, zu flüssigem Wasser bei Raumtemperatur [1], nahe des Siedepunktes [2] und bis in den überkritischen Bereich [4] werden vorgestellt. Ein Ausblick führt zu neuesten Anstrengungen zur Untersuchung der Dynamik in Wasser wobei ultra-kurze Laserpulse verwendet werden, um spezifische Anregungen zu erzeugen deren Auswirkungen auf die Struktur dann stroboskopisch mit ultra-kurzen Röntgenpulsen abgefragt werden. [1] Ph. Wernet et al., Science 304 (2004) 995. [2] A. Nilsson et al., Science 308 (2005) 793a. [3] U. Bergmann et al., Phys. Rev. B 66 (2002) 092107. [4] Ph. Wernet et al., J. Chem. Phys. 123 (2005) 154503. [5] A. K. Soper, J. Phys.: Condens. Matter 17 (2005) S3273.
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