Spektroskopie amorpher und kristalliner Festkörper

InhaltsangabeI Spektroskopie mit elektromagnetischer Strahlung variabler Wellenlänge.- 1 NMR-Spektroskopie.- 1.1 Physikalische Grundlagen.- 1.1.1 Klassische Beschreibung.- 1.1.2 Quantenmechanische Behandlung.- 1.2 Typische Experimente und deren Informationsgehalt.- 1.2.1 Hamilton-Operatoren und Spektren.- 1.2.2 Impulsanregung und Spinechos.- 1.2.3 Mehrfachimpulsverfahren und Rotation am magischen Winkel (MAS).- 1.3 Untersuchung dynamischer Prozesse.- 1.3.1 Relaxationsmethoden.- 1.3.2 Detektion langsamer Prozesse durch Linienformänderungen.- 1.3.3 Zweidimensionale NMR-Verfahren.- 1.4 Bestimmung struktureller Parameter.- 1.4.1 Übersicht.- 1.4.2 Morphologieuntersuchung über Spin-Diffusion.- 1.4.3 Molekulare Ordnung.- Ausblick.- Literatur.- 2 ESR-Spektroskopie.- 2.1 Physikalische Grundlagen.- 2.1.1 Zeeman-Aufspaltung und Übergänge beim Spin S = 1/2-System.- 2.1.2 Linienformen.- 2.1.3 Apparative Details, Nachweisempfindlichkeit.- 2.2 Einfache Anwendungen.- 2.2.1 ESR an dem stabilen freien Radikal DPPH.- 2.2.2 ESR an den Leitungselektronen des organischen Leiters (FA)2PF6.- 2.2.3 Hyperfein-, dipolare und Austauschwechselwirkung.- 2.3 Der Spin-Hamilton-Operator der ESR.- 2.3.1 Der Zeeman-Term.- 2.3.2 Die Nullfeldaufspaltung.- 2.3.3 Hyperfein- und Superhyperfeinwechselwirkung.- 2.3.4 Dipolar- und Austauschwechselwirkung.- 2.4 Anwendungsgebiete.- 2.4.1 Stabile magnetische Momente.- 2.4.2 Transiente magnetische Momente.- 2.5 Spezielle experimentelle Techniken.- 2.5.1 ENDOR.- 2.5.2 Overhauser-Verschiebung.- 2.5.3 Ferromagnetische Resonanz.- 2.5.4 Pulsmethoden und Fourier-Transformation.- Literatur.- 3 Infrarot-Fourier-Transform-Spektroskopie.- 3.1 Einführung.- 3.2 Allgemeine Aspekte der FTS.- 3.2.1 Grundlegende Theorie der FTS.- 3.2.2 Auflösungsvermögen und Apodisation.- 3.2.3 Die digitale Analyse. Sampling.- 3.2.4 Ausführung der Fourier-Transformation.- 3.2.5 Fehlerquellen bei der FTS.- 3.2.6 Das Rauschen bei der FTS.- 3.2.7 Die Vorteile der FTS.- 3.2.7.1 Der Multiplexvorteil.- 3.2.7.2 Der Throughput-Vorteil.- 3.3 Interferometer für die FTS.- 3.4 Spezielle Beispiele zur IR-FTS.- 3.4.1 Die photothermische Ionisationsspektroskopie (PTIS).- 3.4.2 Amorphes Ge und Si.- 3.4.3 FIR-Spektren von InSb.- 3.4.4 Die Phononen von kristallinem YBa2Cu3O6.- 3.4.5 Die Spektren von kristallinem YBa2Cu3O7??.- 3.4.6 Das Si-Reflexions-Fabry-Pérot-Interferometer in Verbindung mit FTS.- Anhang: Die Kramers-Kronig-Analyse.- Literatur.- 4 Spektroskopie im sichtbaren Spektralbereich: Der Laser als Instrument zur Spektroskopie.- 4.1 Aufbau und Funktionsweise des Lasers.- 4.2 Linienbreiten der Laseremission.- 4.2.1 Mehrmoden- und Einmodenlaser.- 4.2.2 Frequenzstabilisierung und Linienbreite von Einmodenlasern.- 4.3 Verschiedene Lasertypen.- 4.3.1 Festfrequenzlaser und durchstimmbare Laser.- 4.3.2 Festkörperlaser.- 4.3.3 Exzimerlaser.- 4.3.4 Farbstofflaser.- 4.3.5 Halbleiterlaser.- 4.4 Erzeugung kurzer Laserpulse.- 4.4.1 Das zeitliche Emissionsverhalten gepulster Laser.- 4.4.2 Güteschaltung von Laserresonatoren.- 4.4.3 Modenkopplung.- 4.4.4 Erzeugung von Femtosekunden-Laserpulsen.- Literatur.- 5 Raman-Spektroskopie.- 5.1 Einführung.- 5.2 Klassische Beschreibung des Raman-Effektes.- 5.3 Einfache quantenmechanische Behandlung des Raman-Effektes und allgemeine Betrachtungen zu den Auswahlregeln.- 5.4 Raman-Streuung an Einkristallen.- 5.5 Raman-Streuung an ungeordneten Systemen.- 5.6 Raman-Streuung an teilkristallinen Polymeren.- 5.6.1 Strukturanalyse durch Spektrenzerlegung.- 5.6.2 Auswertung der Akkordeonschwingung.- 5.7 Zusammenfassung und Ausblick.- Literatur.- 6 Hochauflösende optische Festkörperspektroskopie.- 6.1 Optische Übergänge in Kristallen und amorphen Medien.- 6.1.1 Elektronische Anregungsenergien.- 6.1.2 Symmetrien und Auswahlregeln für optische Übergänge.- 6.2 Dynamische Linienverbreiterungseffekte.- 6.2.1 Elektronische Übergänge, Vibronen, Phononen.- 6.2.2 Übergangsintensitäten, das Franck-Condon-Prinzip.- 6.3 Statische Linienverbreiterungseffekte.- 6.3.1 Inhomogene