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