Brillouin-Interferometer

Die Kenntnis elastischer Eigenschaften von Geomaterialien bei hohen P–T– Bedingungen spielt eine wichtige Rolle bei der Bestimmung der Zusammensetzung des Erdinneren. Deshalb wurde am Helmholtz-Zentrum Potsdam, Deutsches GeoForschungsZentrum GFZ ein Brillouin–Interferometer aufgebaut, das es erlaubt, die Schallwellengeschwindigkeiten von Mineralen zu ermitteln. Diese Methode basiert auf der inelastischen Streuung von thermisch aktivierten Gitterschwingungen (Phononen). Die Frequenzverschiebung des gestreuten Lichtes wird benutzt, um die Schallwellengeschwindigkeiten der Probe als Funktion des Druckes, der Temperatur und der kristallographischen Orientierung zu bestimmen.

Abb.: Euler-Wiege des Brillouin-Systems am GFZ Potsdam. Die Apparatur ist für große experimentelle Aufbauten ausgelegt.

Brillouin-Labor in PETRA III/DESY Hamburg

In Zusammenarbeit mit DESY/Hamburg wurde ein Brillouin-System an der neuen Synchrotronquelle PETRA III (eine Strahlungsquelle der dritten Generation) aufgebaut. Dieses neue Brillouin-System, das sich direkt neben dem Synchrotron-Messplatz P02.2 'Extreme Conditions' befindet, erlaubt es, Schallwellengeschwindigkeits- und Dichtemessungen mittels Röntgendiffraktometrie an Proben unter den selben experimentellen Bedingungen zu kombinieren.

Abb.: Links: Anisotropie der akustischen Geschwindigkeiten in einer (110) Ebene von Spinell (MgAl2O4) bei ca. 2 GPa. Mitte: Eine Spinell-Probe in einer Diamantzelle. Rechts: Röntgenstreuung an der Probe in einer Diamantzelle zur Bestimmung der Dichte. Die dunklen Punkte auf dem grauen Hintergrund repräsentieren Einkristallreflexe von Spinell.

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