Strukturaufklärung, Bauprinzipien und Synthese kristalliner Materialien in zwei und drei Dimensionen

Worum geht's

Du lernst, wie kristalline Materialien in zwei und drei Dimensionen strukturell aufgeklärt und gezüchtet werden. Das Modul vermittelt Grundlagen der Kristallographie, Diffraktion und Symmetrie sowie Verfahren zur Kristallzüchtung und zur Synthese neuer organischer Kristalle. Am Ende kannst Du Kristallsysteme und Raumgruppen bestimmen, Diffraktionsdaten interpretieren und grundlegende Kristallzüchtungsverfahren einordnen.

Was du danach kannst

• Kristallsysteme anhand gitterkompatibler Symmetrien verstehen
• einfache und gekoppelte Symmetrieoperationen in 2D und 3D identifizieren und anwenden
• Punktsymmetriegruppen / Kristallklassen von Einzelobjekten in 2D und 3D bestimmen
• Raumgruppen periodischer Strukturen in 2D bestimmen
• Beschreibungen der 3D-Raumgruppen in den International Tables nachvollziehen
• Laue-Gleichungen und Bragg-Gleichung ableiten
• reziproke Gittervektoren berechnen und deren physikalische Bedeutung verstehen
• Strukturfaktoren für gegebene Strukturen berechnen und interpretieren
• Einflussgrößen auf beobachtbare Reflexintensitäten überblicken
• Bedingungen für systematische Auslöschungen ableiten
• Pulverdiffraktogramme mit Auslöschungsregeln auswerten
• Auftreten von Reflexen mittels Ewald-Konstruktion beurteilen und Beugungswinkel konstruieren
• prinzipielle Lösungsstrategien für das Phasenproblem nachvollziehen
• Unterschiede zwischen Röntgen-, Neutronen- und Elektronenbeugung verstehen
• Rolle von Nukleation und Wachstumsprozessen bei Kristallzüchtung bewerten
• wichtigste Kristallzüchtungsverfahren klassifizieren und beschreiben

Aus was das Modul besteht

• VorlesungVermittlung der theoretischen Grundlagen, Ableitungen und Beispiele
• Übungsaufgaben / SelbststudiumErgänzen der Vorlesung durch Übungsaufgaben, Recherche und Literaturstudium

Lehrmethode

• Vortrag und Ableitung physikalischer GrundlagenErklärung der Theorie mit Hinweisen auf Originalarbeiten zur Vertiefung
• Anschauliche Beispiele und makroskopische AnschauungsmaterialienIllustration von Effekten und Phänomenen (Minerale, Modellbauten etc.)
• Interaktive DiskussionFörderung des Verständnisses durch Austausch zwischen Lehrenden und Studierenden
• Übungsaufgaben zur SelbstarbeitFestigung der Inhalte durch eigenständige Bearbeitung und Recherche