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Materie unter extremen Bedingungen Poster: Do., 13:00–15:30 D-P367
Kernstreuung von Synchrotronstrahlung unter hohem Druck: Rückblick
und Ausblick
Gerhard Wortmann 1
1 Department Physik, Universität Paderborn, D-33095 Paderborn
Seit dem ersten Nachweis [1] der nuklearen Streuung von Synchrotronstrahlung (SR) im
Jahre 1985 durch Erich Gerdau und Mitarbeiter am HASYLAB (DESY, Hamburg) hat
diese dem Mössbauer-Effekt eng verwandte Methode unter Nutzung der SR-Quellen
der 3. Generation einen großen Aufschwung genommen. Dabei erlaubt die elastische
Kernvorwärtsstreuung (nuclear forward scattering, NFS) die Messung von Hyperfeinwechselwirkungen
[2], so von magnetischen und elektrischen Felder, und die inelastische
Kernstreuung (nuclear inelastic scattering, NIS) die lokale Phononen-Spektroskopie
am Mössbauerkern [3]. Da die SR auf Probengrößen von 10 Mikrometer und kleiner
fokussiert werden kann, sind beide Methoden hervorragend für Experimente unter
hohen bis höchsten Drücken geeignet. Unter der Verwendung von Diamantstempel-
Hochdruckzellen wurden nach kurze Zeit NFS- und NIS Experimente in Druckbereichen
höher 1 Mbar (100 GPa) durchgeführt [4,5,6].
Die von der Paderborner Gruppe an der ESRF durchgeführten NFS und NIS Experimente
werden kurz vorgestellt, so die Unterdrückung des Magnetismus in Laves-
Phasen des Eisens [4], das ungewöhnliche magnetische und gemischt-valente Verhalten
der Eu(II)-Chalkogenide EuX (X = O, S, Se, Te) in den CsCl-Hochdruckphasen [4,7]
und schließlich die Phononen-Spektroskopie an Eisen unter Drücken wie im Inneren der
Erde mit der geophysikalisch wichtigen Information über die Schallgeschwindigkeiten
[6,8].
Dann werden aktuelle Entwicklungen, wie sie zur Zeit an anderer Stelle vorangetrieben
werden, vorgestellt, so die zusätzliche Option der hohen Temperaturen, wie sie mit
Laser-Heizung der Proben in den Hochdruckzellen erreicht werden kann. Zukünftige
Entwicklungen der Kernstreuung unter extremen Bedingungen, wie sie an PETRA-III
möglich werden, werden diskutiert.
Gefördert durch das BMBF (05 KS4PPB/3-5).
[1] E. Gerdau et al., Phys. Rev. Lett. 54 (1985) 835.
[2] J.B. Hastings et al., Phys. Rev. Lett. 66 (1991) 770.
[3] W. Sturhahn et al., Phys. Rev. Lett. 74 (1995) 3832.
[4] R. Lübbers et al., Hyperfine Interactions 123/124 (1999) 529; ibid. 128 (2000) 115.
[5] R. Lübbers et al., Science 287 (2000) 1250.
[6] H.-K. Mao et al., Science 292 (2001) 914.
[7] K. Rupprecht et al., ESRF Highlights 2005, p. 10.
[8] H. Giefers et al., ESRF Highlights 2004, p. 19.