Mesoskopische Strukturen in kristallinen Systemen an zwei Beispielen aus Natur und Synthese

Abstract

In dieser Arbeit werden zwei mesoskopische Systeme untersucht, zum ersten die ferroelastischen Domänen in Calcium-dotiertem Bleiphosphat, zum zweiten die oszillatorische Biomineralisation im Calcit und Aragonit von Molluskenschalen. Beide Systeme weisen trotz ihrer offensichtlichen Verschiedenheit wesentliche Gemeinsamkeiten auf, da mesoskopische Strukturen ihren Aufbau bestimmen und somit ihre Eigenschaften beeinflussen. In dieser Arbeit wird gezeigt, daß sich Verunreinigungen durch Fremdatome in den untersuchten Materialien stets in den mesoskopischen Wandstrukturen anreichern. Domänenstrukturen werden bereits seit Jahrzehnten erforscht, über ihre Transporteigenschaften und ihr PoƯtential als chemische Mikrostrukturen wird jedoch erst in neueren Arbeiten berichtet. Die Topographie und die elektrische Leitfähigkeit der Domänenwände sowie des Bulk-Materials von Calcium-dotiertem Bleiphosphat und reinem Bleiphosphat wurde mit Hilfe eines modifizierten Rasterkraftmikroskops (CAFM) studiert. Der Leitfähigkeitsunterschied zwischen Wänden und Bulk beträgt etwa 7% für dotiertes Bleiphosphat, während für undotiertes Referenzmaterial kein Unterschied nachweisbar ist. Die Leitfähigkeit der dotierten Domänenwände erwies sich als vermindert...