Rijksuniversiteit Groningen

09 apr 2002

Persinformatie

Nummer 48 9 april 2002

Promotie

Eigenschappen van nieuwe materialen lastig in model te vangen

Voordat duidelijk is of nieuwe materialen nuttige toepassingen kunnen hebben, moeten eerst de eigenschappen in kaart worden gebracht. Zo bleek uit eerder materiaalonderzoek bijvoorbeeld dat de stof silicium zeer nuttige eigenschappen heeft voor toepassingen in de elektronica. Er bestaan theorieën die de eigenschappen van dergelijke, relatief eenvoudige materialen kunnen beschrijven. Lastiger is het voor de zogeheten 'sterk gecorreleerde vaste stofsystemen'. Deze stoffen gedragen zich niet volgens simpele regels en daarom is het moeilijk te voorspellen of zij isolator-, metaal- of halfgeleidereigenschappen hebben. Om zoveel mogelijk aan de weet te komen over sterk gecorreleerde vaste stofsystemen, verrichtte fysicus drs. Karina Schulte een aantal uiteenlopende experimenten en toetste zij haar eigen en andere theorieën. Naast het materiaalonderzoek dat zij verrichtte, bestudeerde Schulte ook de gebruikte onderzoeksmethode zelf: de spectroscopie. "Je kunt je het type stofjes voorstellen als een treinstel met vijftig zitplaatsen", legt de promovendus uit, "De zitplaatsen staan voor een vast rooster van ionen, zoals bij elke vaste stof het geval is. Mensen die de trein binnenkomen (elektronen) verspreiden zich min of meer regelmatig over de coupé. De elektronen hebben als eigenschap hun 'spin'. Deze kan als waarde ofwel 'op', ofwel 'neer' hebben. Dit kun je ermee vergelijken dat de helft van de treinpassagiers met een hond binnenkomt. Nu gaat het om de interactiemogelijkheden tussen de verschillende elektronen. Het is makkelijk in te zien dat de interacties van mensen in een trein moeilijk te voorspellen zijn. Ze zijn dicht op elkaar gepakt, maar zitten zonder echte reden met elkaar opgescheept. Ze kunnen met elkaar praten, maar dat hoeft niet. De honden worden misschien vriendelijk geaaid door de niet-hondenbezitters, maar voor hetzelfde geld is die persoon allergisch. En kunnen de passagiers als groep hetzelfde gedrag vertonen? In een trein vol voetbalsupporters wellicht wel. Kortom, het is moeilijk om een algemene theorie te ontwerpen. Eigenlijk zou je alle elektronen afzonderlijk moeten beschrijven en samenbrengen in een theorie, maar dat is onmogelijk. Je kunt slechts de deeltjes ongeveer beschrijven." De promovendus testte de door haar geconstrueerde modellen in een aantal experimenten met behulp van EELS (elektron energieverlies spectroscopie) en PES (foto-emissie spectroscopie), deze beide technieken zijn gevoelig voor verschillende eigenschappen van het materiaal. Een van de belangrijke waarnemingen die zij deed, was dat elektronen die bij foto-emissie het materiaal verlaten geen vertekend beeld geven doordat zij op weg naar buiten nog interacties aangaan. Hiermee weerlegt Schulte recente voorspellingen van theoretici. Juist bij de EELS-metingen vond zij dat in bepaalde gevallen wel vertekeningen op kunnen treden en ontwikkelde een manier om deze op te heffen. Ook ontdekte zij dat zogenaamde bi-magnon excitaties, die in bovenstaande analogie te vergelijken zijn met het lopen van honden door de trein, bestudeerd kunnen worden met EELS." /ImK

Karina Schulte (Emmen, 1972) studeerde natuurkunde aan de Rijksuniversiteit Groningen. Zij verrichtte haar promotieonderzoek bij de onderzoeksgroep Oppervlakte fysica van het Materials Science Center van de RUG. Het onderzoek is gefinancierd door de Stichting FOM. Na haar promotie gaat Schulte als post-doc werken aan de school of Physics and Astronomy van de universiteit van Nottingham.

Datum en tijd

maandag 22 april, 16.00 uur

Promovendus

mw. K.H.G. Schulte, tel. (050)363 49 23, fax (050)363 48 79, e-mail: schulte@phys.rug.nl (werk),

Proefschrift

The interplay of spectroscopy and correlated materials

Promotor

prof.dr. G.A. Sawatzky

Faculteit

wiskunde en natuurwetenschappen

Plaats

Aula Academiegebouw, Broerstraat 5, Groningen