Ultralangsame Ionenbewegungen in Festkörpern

Für ein umfassendes Verständnis der komplexen Diffusionseigenschaften von Festkörpern ist es unerlässlich, zunächst die Dynamik und Geometrie elementarer Transportprozesse in bekannten Materialien mit Modellcharakter möglichst eingehend zu verstehen. Dabei ist die genaue Kenntnis der Kationendynamik in Lithium-Ionenleitern sowohl für die anwendungsorientierte Materialwissenschaft als auch für die physikalisch-chemische Grundlagenforschung von fundamentalem Interesse. Das vorliegende Fachbuch führt in die Methode der NMR-Spektroskopie ein und zeigt, wie und in welchem Maße sich verschiedene NMR-Techniken eignen, die Lithium-Diffusion in ausgewählten Festkörpern zu studieren. Im Mittelpunkt steht dabei die Spin-Alignment Echo NMR-Spektroskopie, die eine direkte (modellunabhängige) Messung von ultralangsamen Teilchensprungraten bis hinab in den sub-Hz Bereich ermöglicht. Neben der präzisen Erfassung von Diffusionsprozessen eignet sich die Methode in Analogie zur quasielastischen Neutronenstreuung auch zum exakten Studium der Diffusionspfade. Zum Beispiel wurden im Falle der Interkalationsverbindung Li_xTiS_2( x= 0.7) extrem langsame Lithium-Sprünge mit Raten von 6/min erfasst. Ferner zeigen evolutionszeitabhängige Spin-Alignment Messungen, dass der Transportprozess über Oktaeder-Tetraeder Platzwechsel ( two-site jump process) erfolgt.