Prof. Dr. K. Funke
Ionendynamik und Transportverhalten glasbildender ionischer Schmelzen
Fragile glasbildende Schmelzen zeigen die bisher schlecht verstandene Vogel-Fulcher-Tammann-artige
Temperaturabhängigkeit von Viskosität und ionischer Leitfähigkeit. Dieses Verhalten geht
mit steigender Frequenz im dispersiven Bereich der ionischen Leitfähigkeit in ein "normales" Verhalten
mit Arrhenius-artiger thermischer Aktivierung über. Diese Eigenschaft und viele weitere Züge der
Ionendynamik in fragilen Schmelzen werden mit unserem “MIGRATION concept“ beschrieben,
das die Kurzzeitdynamik und die Langzeitdynamik miteinander verknüpft. Das Akronym MIGRATION
bedeutet MIsmatch Generated Relaxation for the Accommodation and Transport of IONs. Innerhalb der
Berichtsperiode haben wir vor allem das Modellsystem Calcium-Kalium-Nitrat (CKN) untersucht und dabei
drei bemerkenswerte Tatsachen nachweisen können. Erstens zeigen Fluidität (inverse
Viskosität) und ionische Leitfähigkeit im nicht-Arrhenius-artigen Niederfrequenzbereich dieselbe
Form ihrer Abhängigkeit von der Temperatur. Mithilfe unserer sich aus dem “MIGRATION
concept“ ergebenden Gleichung, die an die Stelle der empirischen Vogel-Fulcher-Tammann-Beziehung
tritt, konnten wir die makroskopische Fluidität (ebenso wie die Gleichstromleitfähigkeit) auf
elementare Bewegungsschritte zurückführen. Zweitens ist es uns durch Analyse der Form der
Leitfähigkeitsspektren gelungen, innerhalb der unterkühlten Schmelze einen Übergang von
gekoppelter zu entkoppelter ionischer Bewegung nachzuweisen, der mit der beginnenden Strukturbildung
einhergeht. Drittens konnten wir nachweisen, dass die mit dem “MIGRATION concept“
beschriebene Ionendynamik und die Schwingungsdynamik unmittelbar ineinander übergehen.
Drittmittelgeber:
Beteiligte Wissenschaftler:
Veröffentlichungen 2004:
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