Arbeitsgruppe von Hans-Werner Becker: Projekte
Diffusion von H haltigen Spezies in Silikatglas - Entwicklung einer neuen experimentellen Technik
Der Transport von Wasserstoff in Gläsern bei niedrigen Temperaturen (unter 200 °C) ist für eine Reihe von Anwendungen von Bedeutung wie z.B. für die Obsidian-Datierung archäologischer Objekte, für die Endlagerung hochradioaktiven Abfalls und vielen mehr. Wir haben verschiedene neue experimentelle Ansätze entwickelt, insbesondere (a) die Möglichkeit wasserstoffhaltige, amorphe Dünnschichten herzustellen, die als Quelle von Wasserstoff ohne freies Wasser dienen und (b) die Möglichkeit geringe Konzentrationen von Wasserstoff unabhängig von der Speziation mit einer hohen Tiefenauflösung von wenigen Nanometern zu messen. Wir beabsichtigen, diese Entwicklungen zu nutzen, um die Diffusion von Wasserstoff in Gläsern unter Bedingungen zu untersuchen, die bislang unzulänglich waren. Ein besonderes Ziel ist es, die Abhängigkeit von der Zusammensetzung bei diesen Bedingungen zu bestimmen und zu verstehen, welche Änderungen im Diffusionsprozess zu einem anderen als dem bei höheren Temperaturen beobachtenen führen.
Herstellung eines 12C Targets für für astrophysikalische Untersuchungen
Am 100 kV Beschleuniger soll ein 1C2 Target für Untersuchungen auf dem Gebiet der nuklearen Astrophysik hergestellt werden.
He4 Implantationen in dünne Aluminium Folien
Für Experimente am supraleitenden Cyclotron des Laboratory Nazionali del Sud des INFN in Catania werden Helium Targets durch Implantation des He in dünne Aluminium Folien hergestellt. Ziel ist es, eine hohe Helium Konzentration bei möglichst dünnen Folien zu erreichen. Die Folien werden durch RBS Messungen mit Protonen charakterisiert.
NRRA Analyse von H in natürlichen Granat Proben als Kalibration für FTIR Spektroskopie (Universität Bern, Gruppe Jörg Hermann)
Fourier Transform Infrarot (FTIR) Spektroskopie ist eine häufig genutzte Technik zur Messung von Wasser-Spezies in geologischen Proben. Allerdings ist eine Kalibration der Methode für jede Art von Mineral oder Glas notwendig. Wir nutzen deshalb die "Standard-freie" NRRA Technik zur Messung von Wasserstoff-Tiefenprofilen, welche anschließend zur Kalibration von FTIR oder SIMS genutzt werden können. Dieses Projekt ist eine Kollaboration mit Prof. Jörg Hermann und Julien Reynes des Geologischen Instituts der Universität Bern.
Wasserstoffimplantation in Olivin (Yale Universität, Gruppe Shun-ichiro Karato)
Die Implantation von Elementen des solaren Windes, zum Beispiel Wasserstoff, in planetare Materialien ist ein aktiver Prozess der Verwitterung im Weltraum. Es ist deshalb wichtig diesen Prozess zu erforschen, um dessen Einfluss auf den Wasserstoff-Haushalt planetarer Körper zu verstehen. Wir implantieren deshalb unterschiedliche Fluenzen an Wasserstoff in Olivin, um herauszufinden ab wann eine Wasserstoff-Sättigung in diesem Mineral erreicht ist. Dieses Projekt ist eine Kollaboration mit Shun-ichiro Karato, Jiang Zhenting und Qinting Jiang der Yale Universität.
Vergrabene Schichten in Diamant (AG Lorke, Universität Duisburg-Essen)
Durch Beschuss einer Diamantschicht mit Kohlenstoffionen mit einer kinetischen Energie von 100 𝑘𝑒𝑉 soll eine graphitische Schicht als Gate für einen FET erzeugt werden, um so eine elektrische Möglichkeit zur Steuerung und Stabilisierung einzelner NV-Zentren zu realisieren.
Diffusion von Wasserstoff in nominell wasserfreien Mineralen
Die stetige Weiterentwicklung analytischer Methoden führte zu der Entdeckung, dass Minerale, die zuvor als wasserfrei galten (nominell wasserfreie Minerale), erhebliche Mengen an Wasser in ihre atomare Struktur einbauen können. Diese Beobachtung veränderte grundlegende Aspekte unserer geodynamischer Modelle. Ein Beispiel ist der Nachweis von Wasser in Mineralen die Teile von Mantel-Xenolithen bilden. Diese Information gilt als ein Beweis dafür, dass die Erde einen "nassen Mantels" besitzt. Um die Gesamtheit des geologischen Wasserkreislaufes in der Erde zu verstehen ist es unter anderem notwendig die Transportraten von Wasserstoff in den unterschiedlichen Phasen in Abhängigkeit von intensiven Variablen (z.B. Temperatur) zu quantifizieren. In diesem Projekt soll mittels Wasserstoff-Implantation und der NRRA Analyse die Diffusion von Wasserstoff in Mineralen insbesondere bei niedrigen Temperaturen erforscht werden.